一种水深测量装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及水利检测设备技术领域，是一种水深测量装置及其控制方法。

背景技术

水深是一种看不见的一种物理现象，但是作为一种自然现象，如果不会游泳的人进入超过人体承受的水深的话，人就有可能被淹死。对于船舶而言，如果水深不够的话，船舶就会发生搁浅事故。对于工程施工之前，如果能知道水深，就可以合理预估工程施工的时间和人力安排。因此，在无法预料水深之前，利用本装置就可以很轻松地了解当前水下深度的具体情况，以免意外情况发生。

现有的水深测量装置为了提升装置的稳定性，其重量通常较重，不便放置于不同的水域中进行水深检测。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种水深测量装置及其控制方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种水深测量装置，包括悬浮室、安装于悬浮室底部的超声测距模块、控制器、水平度传感器及下沉度检测机构，所述超声测距模块包括用于发射超声波的换能器及用于接收超声波的接收器组成，所述水平度传感器安装于悬浮室的顶部用于检测装置的水平度；

所述下沉度检测机构设置若干组，若干组下沉度检测机构呈圆周均匀安装于悬浮室的侧壁上，所述下沉度检测机构包括两组固定于悬浮室侧壁上的固定板、竖直固定于两固定板之间的导向杆、滑动安装于导向杆上的浮力件及位移传感器，所述位移传感器固定于上端的固定板上，位移传感器的伸缩端与浮力件固定连接，用于检测浮力件的上浮高度；

所述控制器分别与位移传感器、超声测距模块及水平度传感器电性连接。

进一步的,所述悬浮室上小下大，下端呈中空叠状，上端呈中空柱状，上下端空腔相连通，所述悬浮室的中部设有用于排线的中空布线管，所述控制器安装于中空布线管的上端。

优选的，所述中空布线管的下端安装有硅胶密封塞。

优选的，所述悬浮室的顶部设有两提手。

进一步的，所述浮力件上设有与导向杆相适配的开口，所述导向杆穿过浮力件上的开口。

进一步的，所述悬浮室内腔底部的左右两侧分别安装有进水泵与出水泵，所述进水泵的进水端贯穿所述悬浮室的底部，且所述进水泵的进水端安装有第一电磁阀，所述出水泵的出水端贯穿所述悬浮室的底部，所述出水泵的出水端安装有第二电磁阀，所述出水泵的进水端连接有L型管，L型管的下端口与悬浮室下端内腔底部间距为5-8mm，所述悬浮室的顶部开设有排气孔，所述进水泵、第一电磁阀、出水泵与第二电磁阀分别与控制器电性连接。

本发明进一步提供了上述水深测量装置的控制方法，包括以下步骤：

通过进水泵、第一电磁阀及出水泵、第二电磁阀调整悬浮室内的水量使下沉度检测机构浸入水中；

通过水平度传感器检测水深测量装置的水平度，当检测的装置水平度在设定值范围内并维持预设时间时，控制器控制超声测距模块发射并接收超声，通过超声波往返时间差测算出超声测距模块至水底的距离，同时通过各位移传感器检测出各浮力件的上浮高度，并算出浮力件的平均上浮高度；

控制器根据测算出的超声测距模块至水底的距离及浮力件的平均上浮高度计算出该检测点的实际水深。

进一步的，所述维持预设时间不少于10s。

进一步的，实际水深的计算方法为将测算出的超声测距模块至水底的距离、浮力件的平均上浮高度及一固定高度相加；

该固定高度值为浮力件与下端固定板相贴时，浮力件顶面至超声测距模块底面间的距离。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的水深测量装置能够实现水域点水深的准确测量，且便于携带转运与提放，具有较强的适用性，适宜进一步推广应用。

附图说明

附图1为本发明的示意图；

附图2为本发明的正视图；

附图3为本发明的侧视图。

图中标号分别代表：

悬浮室-1；超声测距模块-2；控制器-3；水平度传感器-4；进水泵-5；第一电磁阀-6；出水泵-7；第二电磁阀-8；固定板-9；导向杆-10；浮力件-11；位移传感器-12；硅胶密封塞-13；提手-14；中空布线管-101；排气孔-102。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照附图1-3，一种水深测量装置，包括悬浮室1、安装于悬浮室1底部的超声测距模块2、控制器3、水平度传感器4及下沉度检测机构，超声测距模块2包括用于发射超声波的换能器及用于接收超声波的接收器组成，水平度传感器4安装于悬浮室1的顶部用于检测装置的水平度；

其中，悬浮室1上小下大，下端呈中空叠状，上端呈中空柱状，上下端空腔相连通，悬浮室1的中部设有用于排线的中空布线管101，控制器3安装于中空布线管101的上端；其中下大上小的结构能够降低装置的中心，提升装置的稳定性，超声测距模块2与控制器3的连接线设于中空布线管101中；中空布线管101的下端安装有硅胶密封塞13，硅胶密封塞13中部设有一小开口，用于穿线，该开空与导线为紧配合，硅胶密封塞13的设置能够提升中空布线管101内的密封性，用于防止水的进入。

下沉度检测机构设置若干组，若干组下沉度检测机构呈圆周均匀安装于悬浮室1的侧壁上，下沉度检测机构包括两组固定于悬浮室1侧壁上的固定板9、竖直固定于两固定板9之间的导向杆10、滑动安装于导向杆10上的浮力件11及位移传感器12，其中浮力件11上设有与导向杆10相适配的开口，导向杆10穿过浮力件11上的开口实现导向杆10与浮力件11的滑动配合。位移传感器12固定于上端的固定板9上，位移传感器12的伸缩端与浮力件11固定连接，用于检测浮力件11的上浮高度；本实施例中下沉度检测机构设置两组，当下沉度检测机构进入水中后，浮力件11受浮力上升，位移传感器12能够检测出浮力件11的上浮高度，通过测量多组浮力件11的上浮高度并取平均值能够提升测算的准确度。控制器3分别与位移传感器12、超声测距模块2及水平度传感器4电性连接。该装置通过屏蔽导线与外部电源设备及显示器相连，用户可通过显示器查看水深数据。

其中，悬浮室1内腔底部的左右两侧分别安装有进水泵5与出水泵7，进水泵5的进水端贯穿悬浮室1的底部，且进水泵5的进水端安装有第一电磁阀6，出水泵7的出水端贯穿悬浮室1的底部，出水泵7的出水端安装有第二电磁阀8，出水泵7的进水端连接有L型管，L型管的下端口与悬浮室1下端内腔底部间距为5-8mm，利于悬浮室1内水的排出；悬浮室1的顶部开设有排气孔102，注水与排水过程中排气孔102能够确保悬浮室1内气压的平衡；进水泵5、第一电磁阀6、出水泵7与第二电磁阀8分别与控制器3电性连接；未使用状态下，悬浮室1内未注入水，装置质量较轻便于携带并放置于不同水域进行检测，当放入待检测的水域点时，开启第一电磁阀6并启动进水泵5，进水泵将水注入悬浮室1内，使装置重量增加，下沉入水中，提升其稳定性；检测好的水深后，开启第二电磁阀8并启动出水泵7将悬浮室1中水排出，减轻装置的重量，以便于装置的提起与转运。

进一步的，悬浮室1的顶部设有两提手14；该种设置便于装置的提放。

本实施例进一步提供了上述水深测量装置的控制方法，包括以下步骤：

通过进水泵5、第一电磁阀6及出水泵7、第二电磁阀8调整悬浮室1内的水量使下沉度检测机构浸入水中；

通过水平度传感器4检测水深测量装置的水平度，当检测的装置水平度在设定值范围内并维持预设时间时，维持预设时间不少于10s，设置一定维持时间是为了确保装置已是相对平稳的水平状态，避免装置摇晃过程中水平度传感器4正好检测到装置处于水平状态，该种设置提升了水深测量的准确度；控制器3控制超声测距模块2发射并接收超声，通过超声波往返时间差测算出超声测距模块2至水底的距离，同时通过各位移传感器12检测出各浮力件11的上浮高度，并算出浮力件11的平均上浮高度；

控制器3根据测算出的超声测距模块2至水底的距离及浮力件11的平均上浮高度计算出该检测点的实际水深；实际水深的计算方法为将测算出的超声测距模块2至水底的距离、浮力件11的平均上浮高度及一固定高度相加；固定高度值为浮力件11与下端固定板9相贴时，浮力件11顶面至超声测距模块2底面间的距离。

实施例2

本实施例中的水深测量装置基本与实施例1相同，不同之处仅在于，本实施例中的水深测量装置上安装有蓄电池，装置中的控制器3通过无线方式与外部显示设备相连接，用户可通过外部显示设备查看水深数据。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。