[发明专利]基于水位工况识别的船闸变形自动监测系统及其测量、气象修正方法

摘要

本发明涉及一种基于水位工况识别的船闸变形自动监测系统。包括主控子系统及与该主控子系统连接的船闸超声波水位监测子系统、全站仪变形测量子系统、气象监测子系统；船闸超声波水位监测子系统包括船闸水位测管、超声波水位计、水位数字信号处理模块；全站仪变形测量子系统包括高精度全站仪、圆棱镜组、测点测墩和测站测墩；气象监测子系统包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、气象数字信号处理模块；主控子系统为主控计算机，主控计算机上运行船闸变形自动监测系统显控软件。本发明系统具有测量精度高、自动识别船闸运行工况、自动触发变形测量、自动进行气象修正、自动计算分析测量数据等特点。

主权项

一种基于水位工况识别的船闸变形自动监测系统，其特征在于：包括船闸超声波水位监测子系统、全站仪变形测量子系统、气象监测子系统和主控子系统；所述船闸超声波水位监测子系统包括船闸水位测管、超声波水位计、第一数字信号处理模块；所述超声波水位计固定于船闸水位测管管口，并与第一数字信号处理模块连接；所述船闸超声波水位监测子系统通过光纤电缆与所述主控子系统进行数据及命令的传输；所述全站仪变形测量子系统包括高精度全站仪、圆棱镜组、测点测墩和测站测墩；所述高精度全站仪固定于测站测墩上并强制对中；所述全站仪变形测量子系统的圆棱镜组固定于测点测墩上并强制对中；所述全站仪变形测量子系统通过光纤电缆与所述主控子系统进行数据及命令的传输；所述气象监测子系统包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、第二数字信号处理模块；所述温度传感器、湿度传感器、气压传感器均固定于测站测墩处墙面，并与第二数字信号处理模块连接；所述气象监测子系统通过光纤电缆与所述主控子系统进行数据及命令的传输；所述主控子系统包括主控计算机；所述主控计算机上运行船闸变形自动监测系统显控软件；所述船闸变形自动监测系统显控软件分为五个部分：（1）、向第一数字信号处理模块发送信号采集命令，并接收第一数字信号处理模块采集回来的水位信号，根据水位信号的测值不同，对其进行阈值判断，把其映射为高水位、低水位、其他水位在主控计算机的程序上显示出来，显示出测量目标闸室所处的水位工况，并进行自动触发全站仪进行变形测量；（2）、向高精度全站仪发送测量命令，并接收高精度全站仪测量数据，同时自动触发气象监测子系统进行气象信息监测；（3）、向第二数字信号处理模块发送信号采集命令，并接收第二数字信号处理模块采集回来的气象信号，将气象信号所映射的气温、气压、湿度赋予全站仪测值气象修正计算程序，提高变形测量精度；（4）、对气象修正后的测点变形测值进行系统差分计算，进一步提高变形监测精度；（5）、对船闸测点测值进行整编分析，绘制不同闸室不同工况下的变形测值过程线图。