[实用新型]一种温度梯度和冰层厚度的在线自动监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度梯度和冰层厚度的在线自动监测装置，属水文监测、冰凌灾害预警预报的技术领域。

背景技术

在北方地区，冬季河流、湖泊中会产生结冰现象，由于冬季寒冷程度的增加，冰水温度会降低，冰层厚度会增加，常会在冬、春季冰层融化时在河流中引发冰凌灾害，给水工结构物的安全运行和人民的生命财产常会造成重大威胁。

如何掌握河流、湖泊的温度梯度和冰层厚度是一个重要的研究课题；目前主要通过气象站监测空气温度，通过接触式和非接触式的方法监测冰层厚度，例如接触式的人工凿冰观测法和热电阻法，人工凿冰观测法和热电阻法劳动强度大、危险性高；非接触式监测主要通过遥感、雷达和声纳技术实现监测，遥感技术适应于对大面积结冰区域的观测，遥感卫星数据得到的冰层厚度数据与冰层真实厚度相差较大；雷达和声纳检测仪器价格昂贵，自动化程度低，不能广泛应用；以上监测技术均存在弊端和不足。

发明内容

发明目的

本实用新型的目的是针对背景技术的不足，采用微计算机信息摄取技术，采用温度传感器采集冰情信息，采用GPRS通讯进行信息传输，光伏电源供电，计算机程序处理温度和冰层信息，对湖泊、河流的水温、冰情信息进行自动采集监测，并进行预测预报，以大幅度提高温度梯度和冰层厚度监测的准确性，实现信息化、自动化在线监测。

技术方案

本实用新型主要结构包括：电控箱、显示屏、指示灯、电源开关、冰上温度信息控制器、冰中温度和冰层厚度信息控制器、冰下温度信息控制器、电路板、控制电路、蓄电池箱、光伏电池板、屏蔽电缆、电源接线盒、传感信息接线盒、GPRS发射天线、温度传感器阵列板、冰上温度传感器阵列组、冰中温度和冰层厚度传感器阵列组、冰下温度传感器阵列组、信息处理计算机、打印机、GPRS接收天线、信息采集转换器、蓄电池、光伏充电控制器；

电控箱为矩形，在电控箱的前部面板上设有液晶显示屏、指示灯、电源开关、冰上温度信息控制器、冰中温度和冰层厚度信息控制器、冰下温度信息控制器；在电控箱的左上部设有GPRS发射天线；在电控箱的左部设有电源接线盒，电源接线盒通过屏蔽电缆连接蓄电池箱，蓄电池箱通过屏蔽电缆连接光伏电池板；在电控箱的右部设有温度传感器信息接线盒，温度传感器信息接线盒通过屏蔽电缆连接温度传感器阵列板，温度传感器阵列板上设有冰上温度传感器阵列组、冰中温度和冰层厚度传感器阵列组、冰下温度传感器阵列组；

在电控箱内设有电路板、温度信息采集转换器，并由导线互相连接，电路板上为控制电路；

在蓄电池箱内设有蓄电池、光伏充电控制器，并由导线互相连接；

在信息接收机房内设有信息处理计算机，在信息处理计算机左上部设有GPRS接收天线，在信息处理计算机右部通过导线连接打印机；

温度传感器阵列板上的冰上温度传感器阵列组置于冰层上部，用于测量冰层上部的温度信息，冰中温度和冰层厚度传感器阵列组置于冰层中间，用于测量冰层中间的温度和冰层厚度信息，冰下温度传感器阵列组置于冰层下部，用于测量冰层下部水中的温度信息；

冰上温度传感器阵列组上的温度传感器数量为66个，冰中温度和冰层厚度传感器阵列组上的温度传感器数量为66个，冰下温度传感器阵列组上的温度传感器数量为66个，各阵列组上的温度传感器数量视需要加减；

温度传感器信息接线盒内的信息传输为总线控制。

所述的电路板上的控制电路，由微计算机控制电路IC1、实时时钟电路IC2、第一电源电路IC3、第二电源电路IC4、SD卡存储电路IC5、JTAG调试电路IC6、CH376文件管理电路IC7、GPRS通讯控制电路IC8、RS232接口电路IC9、电源监测电路IC10、液晶显示电路IC11、硬件监测电路IC12、光电耦合器电路IC13、隔离式电源转换器电路IC14组成整体电路；各分电路间由导线连接，VCC端为电源端，GND端为接地端；冰上温度信息、冰中温度和冰层厚度信息、冰下温度信息的摄取、传输、处理均由微计算机控制电路IC1的计算机程序完成。

有益效果