用于监测水的物理变量的防破坏安装系统以及组装程序，该系统包括：第一构件；第二构件；第三构件；以及第四构件；其中第一构件包括用于容纳多个设备的多个隔室
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202180098684.1 | 申请日 | 2021-03-26 |
| 公开(公告)号 | CN117751275A | 公开(公告)日 | 2024-03-22 |
| 申请人 | 卡普塔水疗中心; | 申请人类型 | 其他 |
| 发明人 | 埃米利奥·阿尔方索·德拉贾拉哈尔特维格; 罗德里戈·埃切韦里亚拉文; | 第一发明人 | 埃米利奥·阿尔方索·德拉贾拉哈尔特维格 |
| 权利人 | 卡普塔水疗中心 | 权利人类型 | 其他 |
| 当前权利人 | 卡普塔水疗中心 | 当前权利人类型 | 其他 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份： | 城市 | 当前专利权人所在城市： |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：智利圣地亚哥 | 邮编 | 当前专利权人邮编： |
| 主IPC国际分类 | G01F1/002 | 所有IPC国际分类 | G01F1/002 ; E02B13/00 ; E02B5/00 ; E02B3/00 ; G12B9/10 ; G12B9/08 ; G12B9/04 ; G12B9/02 ; G12B9/00 ; G01P5/24 ; G01F25/10 ; G01F25/20 ; G01F23/28 ; G01F23/22 ; G01F23/00 ; G01F15/18 ; G01F15/14 ; G01F1/667 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 21 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京派特恩知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 陈鑫; 姚开丽; |
| 摘要 | 一种用于监测明渠中的 水 的物理变量的防破坏安装系统，该防破坏安装系统包括：第一构件，该第一构件包括具有多个穿孔的底座，以引入多个锚固装置，该多个锚固装置用于将第一构件固定到系统安装表面；第二构件，该第二构件通过多个锚固装置而固定在系统的第一构件上；第三构件，该第三构件布置在外部，通过锚固装置从系统内部附接到第一构件和第二构件；以及第四构件，该第四构件枢转地布置在第三构件的下部中；其中，第一构件包括多个隔室，以容纳用于 操作系统 和用于监测待由系统保护的物理变量的多个设备；并且其中，系统包括 能量 产生设备和多个安全设备，使得第四构件固定到系统的第三构件。一种用于组装用于监测明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统的程序。 | ||
| 权利要求 | 1.一种用于监测明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统，其特征在于，所述防破坏安装系统包括： |
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| 说明书全文 | 用于监测水的物理变量的防破坏安装系统以及组装程序，该系统包括：第一构件；第二构件；第三构件；以及第四构件；其 中第一构件包括用于容纳多个设备的多个隔室 技术领域[0001] 本发明涉及渠道监测系统领域，具体而言，涉及一种用于监测天然和人工明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统。 [0002] 所描述的防破坏系统的部件的组件尤其使得能够保护允许监测水的内部元件免受盗窃和损坏，这些内部元件可能遭受第三方或在安装位置处存在的恶劣天气的破坏，以及由于所提供的隔热而使得能够提高系统遥测的准确性，因此，不仅提供了更安全的系统，而且提供了与目前可用的解决方案相比在操作中提供更好性能的系统。 [0003] 本发明的系统基本上包括：第一构件，该第一构件包括具有多个穿孔的底座，以引入多个锚固装置，以将第一构件固定到系统的安装表面；第二构件，该第二构件通过多个锚固装置而固定在系统的第一构件上；布置在外部的第三构件，该第三构件通过锚固装置从系统内附接到第一构件和第二构件；以及第四构件，该第四构件枢转地布置在第三构件的底部；其中，第一构件包括多个隔室，以容纳用于操作系统和用于监测待由系统保护的物理变量的多个设备；并且其中，系统包括能量产生设备和多个安全设备，使得第四构件固定到系统的第三构件。 [0004] 优选地，用于操作系统和用于监测物理变量的设备对应于多个电池、至少一个防潮设备、至少一个能量、测量和电信控制器设备、至少一个超声波传感器以及至少一个无线通信天线；其中，能量产生设备包括第四构件，该第四构件还包括所述能量产生器上的抗冲击盖体，其中，能量产生设备和抗冲击盖体由能量产生设备的后支撑件来支撑。 [0005] 此外，如上所述，本发明包括用于组装用于监测明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统的程序。 背景技术[0006] 近几十年来，远程监测或遥测技术，特别是测量天然和人工明渠地表水分布网络中的物理变量的技术取得了巨大进步，但要成为一种具有成本效益和稳健的解决方案，仍有一些挑战需要克服。对于监测明渠中的水的分布来说，最感兴趣的物理变量是流量和径流水位，以及与水化学相关的其他变量。从这个意义上说，测量这类变量的主要问题是时间的准确性和对其部件的破坏，这些系统的部件暴露在这种破坏之下。 [0007] 目前，如上所述，导致大部分天然和/或人工渠道网络中遥测点数量少的主要原因中的一个是这些设施遭到第三方的破坏或盗窃，第三方看到了非法获得这些系统中发现的测量设备和其他元件的机会，并随后将其商业化。这在很大程度上是由于这些系统是沿着通常没有人员过境的渠道布置的。由于这些地方没有照明，加上夜间黑暗，这使得这些人能够侵犯测量系统提供的薄弱的安全性，以窃取测量系统的部件。此外，在桅杆上使用一个或多个太阳能电池板以将能量供应到系统的电气部件，显著地增加了这种设备的可见性，增加了被盗的可能性，以及必须对所述电池板进行清洁，以使电池板不会损失效率。 [0008] 影响这些设施恶化的另一个因素是这些设施所在位置的环境特征，由于环境中存在的污染、高/低温和/或湿度，这可能在短时间内导致系统的部件中的一个或多个出现故障。 [0009] 由于这些问题，有必要经常进行检查和维护，以检查系统部件的运行状态，并核查系统部件没有被第三方侵犯或损坏。 [0010] 在这种情况下，目前用于明渠流量测量的解决方案多种多样，但只有少数用于远程监测(遥测)。这些解决方案对应于以下方法：体积容量法、重量法、化学示踪物法、Gauckler‑Manning方程、速度面积法和水工结构(排水沟和垃圾填埋场)测量法，后两种方法最常用于流量遥测。 [0011] 体积和重量容量通常用于准时测量，手动进行流量的瞬时测量(点测量)，而不是永久性的。化学示踪物测量也用于瞬时测量，而不是永久性的，其缺点是除了测量仪器的定期重新校准之外，还需要提供化学质量进行测量。另一方面，通过Gauckler‑Manning方程进行的流量测量很少用于流量监测，因为其系数(Gauckel‑Manning系数)随时间变化，这导致径流高度测量的流量测量越来越不准确。关于测量开放流中的流量的面积速度法，最常用的传感器类型是多普勒传感器和具有多个换能器的渡越时间传感器，这些传感器必须以某种方式固定在明渠的底部或明渠的侧面上的壁中的一个壁中，由于这些传感器完全暴露在外，因此存在安全问题。最后，目前使用最广泛的方法是通过水工结构进行流量测量，这是因为该方法具有鲁棒性和简单性。在这种类型的测量中，由于从亚临界流到超临界流的过渡，高度和流量(排出曲线)之间存在独特的关系，从而可以隔离下游的水力条件。以这种方式，仅通过临界径流高度测量就可以连续监测流量，临界径流高度测量通常通过超声波传感器或压力传感器来完成，超声波传感器或压力传感器可以通过静水井或直接在渠道中的水的自由表面上。 [0012] 然而，水工结构测量方法也存在一些尚未解决的问题。首先，为了进行静水井的施工，需要中断或绕过渠道的水流来建造内收管。这口井的施工影响了这项工程的施工成本和时间，此外还影响了由于渠道停运而产生的间接成本。如中国实用新型CN202092719U所述，可以在静水井上建造隔室，或者可以安装挂锁滚筒，以容纳和保护测量和记录井水位的元件，在这两种情况下都需要单独安装电源系统(光伏板)和用于通信的天线，该中国实用新型公开了一种使用由光伏太阳能发电系统供电的水位传感器的水位遥测设备。具有光伏板的问题中的一个是由于光伏板的安装高度而给予测量设备的远程可见性，这可能会引起对窃取一个或多个部件或破坏设施感兴趣的人的注意。此外，这些系统可能会因冰雹或鸟类撞击而损坏太阳能电池板。 [0013] 此外，在具有钢盖体的静水井的情况下，在钢筒内产生内部空气温度的分层，导致渡越时间超声波传感器的温度补偿不能代表水和传感器之间的空气的平均温度，降低了渡越时间超声波传感器在白天的精度并产生错误的测量。此外，静水井的奇特之处是内部流速接近于零的特征，这影响了固体沉积物的积累和藻类的繁殖，使得井由于井的内收管堵塞而无法正常工作。缓解这种影响的方法中的一个是将内收管定位在较高的高度，使得无法测量该管的中线以下的低流量的径流水平。 [0014] 然而，关于通过直接在渠道上测量的水工结构来测量径流水平，由于其在相对狭窄的渠道中的简单性，有多种发展已经解决了这一概念。这个概念的困难中的一个是要求在渠道的两侧上有支撑件，这在相对较宽的渠道(例如，超过6米的渠道)中是困难的，需要组装结构，该组装结构需要卡车进行运输，并且可能需要起重机进行组装。这种类型的安装示例可以在美国专利US6907779B1和US8474327B2中看到。专利US6907779B1描述了一种用于测量明渠中的水流量的连续流量测量记录仪，其中，超声波传感器获得布置在明渠中的人工渠道中的上游测量值。另一方面，专利US8474327B2教导了一种用于管道或明渠的声学流量测量装置，通过声学换能器来测量流体速率，其中观察到，在两个专利中，由于第三方的作用或环境条件，相应系统的部件可能容易被破坏或损坏。 [0015] 此外，没有一种现有技术的系统(无论是那些使用静水井或类似物的系统)能够为传感器和水的自由表面之间的距离测量误差的问题提供令人满意的解决方案。这个问题是由超声波路径中的空气温度差异引起的，因此，如果采用错误的参考温度，用于计算距离的声速将是错误的。这主要是因为安装传感器的位置的特性不允许足够的隔热，或者不具有允许传感器测量更接近传感器和水之间的平均温度的参考温度的部件布置。 [0016] 最后，关于基于区域速度法的流量遥测，这可以通过多种方式实现。最常用的方法是渡越时间、一致多普勒、不一致多普勒、激光多普勒等。所有这些测量形式的一个共同要素是，其测量部件的组装必须在渠道的壁上或底部处进行，与进行信号解译、记录和发送数据的位置分开。这种将部件布置在渠道中以及渠道的侧面上的方式使部件遭到盗窃，通常需要在测量区域设置围栏，以防止该设备被盗或损坏。 [0017] 因此，有必要配备用于监测明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统，该防破坏安装系统在精确且可靠测量水的物理变量方面提供全面的解决方案，以及紧凑且安全的设计，该防破坏安装系统使得使用者能够信任系统的自主性和鲁棒性，使得能够沿着渠道安装多个系统，而不必担心对系统的部件进行持续的检查和/或修理，从而尤其避免需要中断渠道以添加测量或对其进行干预，以及操作系统所需的额外的土建工程，从而提供了一种不需要特定设备或合格人员即可快速安装在作业现场的系统。 发明内容[0018] 本发明涉及一种用于监测天然和人工明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统，该防破坏安装系统使得能够在没有物理和气候干扰的环境中进行测量，此外还为该防破坏安装系统的部件提供安全性和自主性，避免损坏或盗窃部件中的一个或多个部件。 [0019] 在这个意义上，根据本发明的优选实施例，用于监测明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统包括： [0020] ‑第一构件，该第一构件包括具有多个穿孔的底座，该多个穿孔用于引入多个锚固装置，该多个锚固装置用于将第一构件固定到系统的安装表面； [0021] ‑第二构件，该第二构件通过多个锚固装置而固定在系统的第一构件上； [0022] ‑第三构件，该第三构件布置在外部，通过锚固装置从系统内部附接到第一构件和第二构件；以及 [0023] ‑第四构件，该第四构件枢转地布置在第三构件的下部中； [0024] 其中，第一构件包括多个隔室，以容纳用于操作系统和用于监测待由系统保护的物理变量的多个设备；以及 [0025] 其中，系统包括能量产生设备和多个安全设备，使得第四构件固定到系统的第三构件。 [0026] 本发明的该实施例使得能够获得紧凑且低可见性的系统，该系统通过其四个构件的组装提供了使得第三方更难侵犯或盗取系统的一个或多个部件的解决方案。 [0027] 根据本发明的另一实施例，用于操作系统和用于监测物理变量的设备对应于多个电池、至少一个防潮设备、至少一个能量、测量和电信控制器设备、至少一个超声波传感器以及至少一个无线通信天线。 [0029] 根据本发明的另一实施例，能量产生设备包括第四构件，该第四构件还包括所述能量产生器上的抗冲击盖体，其中，能量产生设备和抗冲击盖体由能量产生设备的后支撑件来支撑。 [0030] 能量产生设备是光伏太阳能电池板，并且光伏太阳能电池板与本发明的系统一起插入，这一事实使得能够获得完整的防破坏安装系统，因为该系统的所有部件都在由其不同构件和抗冲击盖体保护的单个单元中，该抗冲击盖体使得光伏太阳能电池板能够接收足够的太阳辐射以向系统电池供电，而不需要暴露所述太阳能电池板，如在现有技术的一些解决方案中那样，其中，太阳能电池板位于立柱或类似物上，第三方可以容易地触及。 [0031] 根据本发明的另一实施例，用于操作系统和用于监测物理变量的设备还包括至少一个相机，以监测渠道的状态，以核实垃圾或异物的存在，该至少一个相机还作为用于核实水的高度的装置来操作。这有助于系统操作者可视地监测系统的操作和渠道的流量，在系统提供的数据可能表明渠道中存在一些不便的情况下(诸如偷水、存在废物造成的阻塞等)，能够可视地进行证实。 [0032] 根据本发明的另一实施例，系统还包括安装在第三构件上的至少一个用于测量水的高度的元件。 [0033] 根据本发明的另一实施例，用于测量水的高度的元件是雷达设备。 [0034] 根据本发明的另一实施例，系统还包括用于测量渠道中、渠道的侧向或底部的径流速度分布的模块，该模块包括固定到系统的内部构件的两个部分，并且该模块支撑具有多个换能器的设备，该多个换能器用于通过多普勒效应、渡越时间或其他类似的方法来测量平均速度，该模块延伸到渠道的壁或底部，该模块通过多个锚固装置固定到渠道的所述壁。 [0035] 根据本发明的另一实施例，系统还包括渠道上方的容纳元件，该容纳元件通过锚固装置固定到系统的内部构件，其中，雷达或超声波水高度测量传感器和用于测量渠道中径流的表面速度和高度的设备安装在该容纳元件的端部处。 [0036] 根据本发明的另一实施例，系统还包括渠道上方的元件，该元件通过锚固装置固定到系统的内部构件，其中，雷达或超声波水高度测量传感器和用于测量渠道中的表面速度和径流高度的设备安装在该元件的端部处。 [0037] 根据本发明的另一实施例，系统还包括安装在系统的下部中的附加模块，该附加模块通过锚固装置固定到系统的下部，其中，雷达或超声波水高度测量传感器和用于测量渠道中径流的表面速度和高度的设备被布置在该附加模块内。 [0038] 根据本发明的另一实施例，系统还包括安装在系统的下部中的臂(优选地为水平臂)，该臂的端部中的一个端部通过锚固装置固定到所述下部，其中，附加模块安装在该臂的另一端部处，通过锚固装置固定到该另一端部，其中，雷达或超声波水高度测量传感器和用于测量渠道中水径流的表面速度和高度的设备被布置在该附加模块内。这种布置防止了当雷达或超声波水高度测量传感器被布置在锚固到渠道壁的容纳元件中时在雷达或超声波水高度测量传感器和渠道壁之间发生干扰，其中，声音或电磁波会因其靠近壁、靠近壁的水工结构或由于壁是成角度的斜面而受到干扰，当降低渠道的高度时，传感器和无水表面之间的距离将不会被测量。 [0039] 根据本发明的另一实施例，系统的安装表面对应于渠道壁中的一个的上边缘。 [0040] 根据本发明的另一实施例，系统的安装表面对应于横向地跨过渠道并通过锚固装置安装在渠道壁的上边缘上的桥。 [0041] 本发明还涉及一种基于上述系统的用于组装用于监测明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统的程序，其中，系统部件安装的步骤除了提供足够的安全性以避免部分或全部系统被破坏或被盗之外，还使得能够在允许精确且无干扰的测量方面获得所有提到的优点。 [0042] 根据本发明的该优选实施例，用于监测明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统的组装程序包括以下阶段： [0043] (i)通过将多个锚固装置插入到第一构件中的多个穿孔中而将所述第一构件固定到系统的安装表面； [0044] (ii)通过多个锚固装置将第二构件固定到第一构件； [0045] (iii)通过锚固装置从系统内部将布置在外部的第三构件固定到第一构件和第二构件；以及 [0046] (iv)将第四构件枢转地布置在第三构件的下部中； [0047] (v)将待由系统保护的多个设备容纳在第一构件的多个隔室中； [0048] (vi)将能量产生设备设置在系统中；以及 [0049] (vii)将多个安全设备设置在第四构件中，使得第四构件固定到系统的第三构件。 [0050] 根据本发明的另一实施例，将能量产生设备布置在系统中的步骤还包括将所述能量产生设备与抗冲击盖体一起布置在第四构件中的所述能量产生设备上，其中，能量产生设备对应于光伏太阳能电池板。 [0051] 根据本发明的另一实施例，该程序还包括将用于光伏太阳能电池板的后支撑件布置在第四构件中，以支撑所述光伏太阳能电池板和抗冲击盖体。 [0052] 根据本发明的另一实施例，该程序还包括将至少一个用于测量水的高度的元件安装在第三构件中。 [0053] 根据本发明的另一实施例，该程序还包括在系统的内部构件中组装用于测量渠道中、渠道的侧向或底部的径流速度分布的模块，该模块包括固定到所述内部构件的两个部分，并且该模块支撑具有多个换能器的设备，该多个换能器用于通过多普勒效应、渡越时间或其他类似的方法来测量速度，该模块延伸到渠道的壁或底部，该模块通过多个锚固装置固定到所述渠道壁。 [0054] 根据本发明的另一实施例，该程序还包括将渠道上方的元件安装在系统的内部构件上，通过锚固装置固定到所述内部构件，其中，雷达或超声波水高度测量传感器和用于测量渠道中的表面速度和径流高度的设备安装在该元件的端部处。 [0055] 根据本发明的另一实施例，该程序还包括将附加模块安装到系统的下部，该附加模块通过锚固装置固定到系统的下部，其中，雷达或超声波水高度测量传感器和用于测量渠道中径流的表面速度和高度的设备被布置在该附加模块内。 [0056] 根据本发明的另一实施例，该程序还包括将臂安装在系统的下部中，该臂通过锚固装置在臂的端部中的一个端部处固定到所述下部，其中，附加模块安装在该臂的另一端部处，通过锚固装置固定到该另一端部，其中，雷达或超声波水高度测量传感器和用于测量渠道中的表面速度和径流高度的设备被布置在该附加模块内。 [0057] 根据上面的描述，可以理解，与现有的解决方案相比，除了已经提到的那些优点之外，本发明还提供了多个特定的优点： [0058] ‑解决了由于沉积物的积聚和井内或井与渠道连通的管道堵塞使得静水井的测量渠道的径流高度可靠性低的问题。 [0059] ‑解决了静水井内温度分层问题，该问题导致用于计算渡越时间的温度测量不具有代表性。 [0061] ‑避免了现有系统和设施的太阳能电池板和遥测站的高度视觉影响。 [0064] 作为本发明的一部分，以下代表性附图示出了本发明的优选构型，因此，不应被视为限制所要求保护的内容的定义。 [0065] 图1至图4示出了现有技术的渠道监测的解决方案； [0066] 图5至图7示出了现有技术的渠道监测的其他解决方案； [0067] 图8和图9示出了现有技术的渠道监测的其他解决方案； [0068] 图10和图11示出了与布置在明渠中的用于监测水的物理变量的防破坏安装系统的第一优选构型分离的主部件的等距视图； [0069] 图12和图13示出了布置并组装在明渠中的用于监测水的物理变量的防破坏安装系统的第一优选构型的等距视图； [0070] 图14示出了根据本发明的优选构型的布置在明渠中的用于监测水的物理变量的防破坏安装系统的第二优选构型的等距视图； [0071] 图15示出了根据本发明的第一优选构型和第二优选构型的系统的锚固装置的视图； [0072] 图16示出了根据本发明的第二优选构型的系统的第一构件的视图； [0073] 图17示出了布置在根据本发明的第二优选构型的系统的第一构件中的设备的视图； [0074] 图18示出了根据本发明的第二优选构型的系统的第二构件的布置的视图； [0075] 图19示出了根据本发明的第二优选构型的系统的第三构件的布置的视图； [0076] 图20示出了根据本发明的第二优选构型的系统的第四构件的布置的视图； [0077] 图21示出了根据本发明的第二优选构型的系统的光伏太阳能电池板的布置的视图； [0078] 图22示出了根据本发明的第二优选构型的系统的超声波传感器和相机的布置的视图； [0079] 图23示出了图21所示的系统的布置的视图，该系统安装在渠道上方的桥上，具有额外的隔热防破坏安装模块，该模块包含渠道的水高度和表面速度的测量传感器；以及[0080] 图24示出了额外的隔热防破坏安装模块的详细视图，该模块包含用于测量渠道的水的高度和表面速度的传感器，这些传感器可以在插图中更详细地看到。 具体实施方式[0081] 参照附图，图1至图4示出了根据现有技术的用于渠道监测的解决方案，其中，使用了静水井。其中，可以观察到通过本发明解决的多个问题。这些问题中的一个与系统的安装所覆盖的空间有关(图1和图2)，该系统使用了必须由混凝土土建工程保护的大面积区域，并添加了其他保护措施，诸如栅栏、铁丝网等。此外，为系统供电的光伏板非常显眼，这增加了吸引第三方到系统所在位置的机会，使得系统可能遭到破坏。 [0082] 图3示出了图1的系统的静水井，该静水井脏并充满了沉积物，这是这些系统未能解决的问题中的另一个问题。积聚的污垢会导致井的内收管堵塞，从而阻止了渠道的水的真实高度被反映，此外，还无法确定从渠道到静水井的水的高度的传输延迟或受阻的精确时刻。为了避免这种情况，这种类型的系统必须持续清洁，这对这种概念造成了不小的费用。此外，重要的是要注意与测量相关的土建工程的水平，为此有必要中断渠道以实施所述基础设施，因此，安装该系统是昂贵且耗时的。 [0083] 关于图5至图7，可以看到旨在解决与现有技术的监测系统相关联的土建工程问题的各种解决方案。然而，可以注意到，在任何情况下，这些解决方案都会遭受第三方的破坏，第三方设法侵犯所述系统的安全系统，以窃取系统的部件。这主要是因为这些解决方案虽然在安装时节省了空间，但没有设法减小太阳能电池板的可见性，这吸引了第三方，和/或这些解决方案选择降低系统的保护级别，系统能够例如通过切割工具或杠杆容易地被侵犯。 [0084] 最后，在图8和图9中，观察到现有技术的监测站，由于藻类的积累，其内收管完全被覆盖，这表明了在这种类型的系统中持续维护的重要性，以使系统能够正常准确地运行。具体来说，在图9中，可以看到同一监测站的另一视图，其中，可以看到门被从内部完全破坏而被拆除。此外，据观察，在该地的同一座现有桥梁中，栏杆几乎全部被盗，只留下中心部分，这表明在这些不可能进行连续有效的监测的偏僻的站处的破坏行为有多严重，因此，需要更安全和更可靠的渠道监测系统，以在不增加安装成本的情况下保持对渠道的连续准确的监测。 [0085] 另一方面，在第一优选构型中，根据图10至图13所示，本发明所描述的用于监测天然和人工明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统(1)被定位并安装在渠道(100)的边缘上，其中，第一构件(10)由底座(10a)、第一元件(10b)和第二元件(10c)组成，该第一构件被布置在使得所述第一构件(10)的底座(10a)的一部分能够位于水的表面上的位置。第一构件(10)的保持在渠道(100)的边缘上的部段通过至少三个锚固装置(13)固定到渠道的边缘，这在图15中可以详细地看到。 [0086] 同样在图10至图13中，还观察到系统(1)具有第二构件(20)，该第二构件以相对于第一构件(10)枢转的方式或者以能够在第一构件(10)上完全移除的方式安装在系统(1)中。 [0087] 第一构件和第二构件的组件在系统(1)内构造了一系列隔室，该一系列隔室使得能够以如下方式容纳系统(1)的操作所需的所有设备、传感器、存储元件和/或能量转换器等：由于所述构件锚固到系统(1)的方式，对于希望进入系统的第三方来说，所述方式是安全且不可进入的。 [0088] 最后，在图13中观察到，系统(1)还包括容纳元件(51)和相机(52)，其中，容纳元件(51)内包括雷达或超声波水高度测量传感器(53)和用于测量渠道中的表面速度和径流高度的设备(54)(参见图24)。从容纳元件(51)内的超声波传感器(53)的布置来看，除了系统(1)内的隔热效果之外，还有一种事先没有预料到的效果，该效果使得传感器(53)内部或外部的热电偶受到较低的温度变化，并且更接近传感器(53)和水表面之间的空气团的温度。以这种方式，在根据超声波传播时间测量值计算距离时，可以在较少暴露于反映不正确的参考温度的温度变化的情况下实现更精确的测量。这是一项技术改进，目前提供的解决方案都没有描述或建议进行测量。 [0089] 关于图14，图14示出了该技术的第二优选构型，其中，用于监测天然和人工明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统(1)也定位并安装在渠道(100)的边缘上，其中，与第一优选构型不同，第一构件(10)的底座(11)被布置在使得所述第一构件(10)的底座(11)的一部分能够位于水的表面上的位置(参见图16)。对于所描述的第一构型，第一构件(10)的保持在渠道(100)的边缘上的部段通过至少三个锚固装置(13)固定到渠道的边缘，这在图15中可以详细地看到。 [0090] 第一构型和图14中所描述的第二优选构型之间的另一个重要区别涉及这样一个事实，即在该后一个构型中的系统(1)由四个构件(10、20、30、40)组成，这四个构件以相同的顺序锚固以形成系统(1)。在图17、图18、图19和图20中可以更详细地看到这些构件中的每一个的锚固件的细节。 [0091] 在这个意义上，在图14中可以看到，第四构件(40)具有不同的形状，以能够接纳能量产生设备(诸如光伏太阳能电池板)。 [0092] 如在第一优选构型中，构件(10、20、30、40)的组件在系统(1)内构造了一系列隔室，该一系列隔室使得能够容纳系统(1)的操作所需的所有设备、传感器、存储元件和/或能量转换器等，由于所述构件锚固到系统(1)的方式，还提供了安全并且对于希望进入系统的第三方来说是不可进入的解决方案。 [0093] 第一构件(10)通过锚固装置(13)固定的方式在图16中可见，其中，所述锚固装置(13)穿过第一构件(10)的至少三个孔(12)，从而将第一构件固定到渠道(100)的边缘表面。 [0094] 将第一构件(10)固定到安装表面(100)所需的锚固装置(13)的数量将根据地面中存在的困难(诸如混凝土中的缺陷、铁制品或石头)而变化，由此，所述锚固装置(13)的数量通常介于至少三个锚固装置(13)至九个锚固装置(13)之间。 [0095] 同样在图16以及图17中，可以看到四个隔室(14)，在这些隔室中布置了允许系统的操作和水的物理变量的测量的不同的设备(50)，其中有电池、防潮设备、能量、测量和电信控制器设备、超声波传感器、相机以及可以通过2G、3G、4G等蜂窝网络和/或通过独立的无线网络(5Ghz、24Ghz频段或类似频段)操作的无线通信天线。这些设备(50)一起使得系统能够远程测量，而不需要使用者在场，使用者可以通过计算机、智能手机或能够经由互联网或蓝牙接收信息的任何其他装置来接收由系统测量的结果。 [0096] 具有无线传输信息的可能性使得本发明的系统能够沿着渠道连接这些系统(1)中的多个系统，其中，这些系统中的一个系统可以充当其余系统(1)的网关。这使得有可能具有包含本发明所描述的所有特性的主系统(网关)和额外的较小的系统(1)，这些较小的系统仅从渠道获得要发送到主系统(1)的基本信息，使得主系统合并接收到的信息并将其发送给使用者。信息可以通过LoRa型无线电波或使得信息能够被无线发送的任何其他类似的装置在系统之间发送。 [0097] 图18和图19分别示出了系统(1)中第二构件(20)和第三构件(30)的布置。第二构件(20)通过多个锚固装置围绕第一构件(10)的侧面固定。同样，第三构件(30)也通过锚固装置从第一构件(10)和第二构件(20)的内部面附接到第一构件和第二构件，使得所述锚固装置不能从外部分离。 [0098] 关于图20，图20示出了第四构件(40)通过枢转装置布置在系统(1)中，该枢转装置使得所述第四构件(40)能够打开以触及系统(1)的设备(50)。此外，可以观察到设置了能量产生设备(41)，该能量产生设备对应于附接到第四构件(40)的内表面的光伏太阳能电池板，该光伏太阳能电池板使得系统(1)能够作为单个的单独单元来操作，避免将其他元件布置在系统(1)的外部而遭到蓄意破坏。还观察到后支撑件(43)，该后支撑件支撑光伏太阳能电池板(41)以及布置在该光伏太阳能电池板上的抗冲击盖体，使得它们完美地定位在系统(1)内。 [0099] 同样，图21示出了系统(1)的等距视图，其中，可以看到第四构件(40)的前部。在覆盖光伏太阳能电池板(41)的表面的所述前表面上布置抗冲击盖体(42)，以防止光伏太阳能电池板损坏，同时使得光伏太阳能电池板能够继续正常接收太阳辐射。此外，两个安全元件(44)被布置在抗冲击盖体(41)之后，这两个安全元件钩挂到第三构件(30)，从而使两个构件(30，40)固定和安全，防止第三方触及系统部件(1)。 [0100] 关于图22，图22示出了从水的表面朝向系统(1)的视图，其中，可以看到容纳元件(51)和相机(52)的布置，其包括第一优选构型所描述的相同优点，其中，容纳元件(51)在内部包括雷达或超声波水高度测量传感器(53)和用于测量渠道中的表面速度和径流高度(54)的设备。从容纳元件(51)内的超声波传感器(53)的布置来看，除了系统(1)内的隔热效果之外，还有一种事先没有预料到的效果，该效果使得传感器(53)内部的热电偶受到较低的温度变化，并且更接近传感器(53)和水表面之间的空气团的温度。以这种方式，在根据超声波传播时间测量值计算距离时，可以在较少暴露于反映不正确的参考温度的温度变化的情况下实现更精确的测量。这是一项技术改进，目前提供的解决方案都没有描述或建议进行测量。 [0101] 关于图23，图23示出了系统的等距视图，其中，可以看到横跨渠道的桥(100)上的安装件，该桥充当安装表面。对于这种布置，可以定位附加模块(60)，该附加模块安装在系统(1)的下表面中，该系统包含渠道的高度传感器(53)和表面速度测量设备(54)。 [0102] 最后，关于图24，图24示出了附加模块(60)的细节，该附加模块具有防破坏特征和技术，并且支撑能够测量水的高度和表观速度的传感器和设备(53，53)。 [0103] 图23和图24所示的布置防止了当雷达或超声波水高度测量传感器(53)被布置在容纳元件(51)中时在雷达或超声波水高度测量传感器和渠道壁之间发生干扰，这种干扰在现有技术的多种现有解决方案中经常发生，导致系统操作者得到错误的信息，从而使他做出错误的决策，最终可能由于所采用的错误测量结果而导致实施昂贵的解决方案。 [0104] 附图标记 [0105] 1用于监测明渠中的水的物理变量的防破坏安装系统 [0106] 10 第一构件 [0107] 10a 底座 [0108] 10b 第一元件 [0109] 10c 第二元件 [0110] 11 底座 [0111] 12 穿孔 [0112] 13 锚固装置 [0113] 14 隔室 [0114] 20 第二构件 [0115] 30 第三构件 [0116] 40 第四构件 [0117] 41 能量产生设备 [0118] 42 抗冲击盖体 [0119] 43 后支撑件 [0120] 44 安全设备 [0121] 50 设备 [0122] 51 容纳元件 [0123] 52 相机 [0124] 53雷达或超声波水高度测量传感器 [0125] 54测量表面速度和径流高度的设备 [0126] 60 附加模块 [0127] 100 安装表面 |
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