Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня воды в реках и водоемах и может быть использовано для быстрого реагирования и оповещения соответствующих служб и населения, проживающих в зонах риска в случаях наводнения и прихода селевых потоков.
Ежегодно во многих регионах мира происходят стихийные бедствия в виде наводнений, поводков и селевых потоков. Эти явления наносят большой ущерб народному хозяйству, уничтожают сельскохозяйственные угодья, могут привести к человеческим жертвам. Происхождению этих явлений свойственно характер внезапности: они могут произойти в любое время суток, в том числе и глубокой ночи, когда люди спят и не готовы к таким явлениям. В целях быстрого реагирования на происхождение таких явлений и минимизации ущерба от них требуется разработка соответствующих технических устройств.
Известен уровнемер, содержащий немагнитную трубу, поплавок, поршень, расположенный в трубе, измеритель разности давлений над поршнем и под ним и две дополнительные емкости [1].
Недостатком известного уровнемера является то, что он не обеспечивает передачу информации на значительное расстояние, не обеспечивает процесс измерения в автоматическом режиме, обладает низкой точностью и надежностью. Указанные недостатки обусловлены тем, что информация об измеряемом уровне отображается на U-образном стеклянном манометре с линейкой.
Известно также устройство для измерения уровня жидкости, содержащее вертикально установленную трубу и преобразовательный элемент [2].
Недостатком этого устройства является низкая надежность работы преобразовательного элемента и потеря информации в результате частого нарушения электрического контакта между линейным резистивным элементом и подвижным токосъемным движком.
Известно устройство на основе лазера для измерения расстояния до совместной цели и/ или уровня жидкости [3], включающее вертикально расположенную трубу, в нижней части которой размещено отверстие для подвода воды в полость трубы, при этом внутри трубы размещен свободно плавающий поплавок, который выполнен в виде полого или сплошного диска, перекрывающего сечение трубы по внутреннему его контуру с зазором, а также размещенный в верхней части трубы измеритель расстояния, зондирующий луч которого направлен, преимущественно, на центральную часть плавающего в воде диска.
Данное устройство предназначено исключительно для измерения уровня различных жидкостей, находящихся в закрытых цистернах и баках, расположенных, как правило, в закрытых ангарах.
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и низкая точность измерения. Сложность конструкции обусловлена тем, что она содержит дополнительно специальные фланцы либо направляющие элементы с целью исключения возможности перевертывание поплавка под влиянием турбулентных потоков воды. Устройство также не имеет системы защиты, исключающую попадание в канал трубы сверху осадков, что делает возможным его применение для измерения уровня воды в открытых водоемах в ветреную и дождливую погоду.
Наиболее близким к заявляемому объекту по своей сущности является устройство для измерения уровня воды в водоемах [4]. Устройство для измерения уровня воды в водоемах включает вертикально расположенную трубу, в нижней части которой размещено отверстие для подвода воды в полость трубы. Внутри трубы размещен свободно плавающий поплавок, который выполнен в виде полого или сплошного диска, перекрывающего сечение трубы по внутреннему его контуру с зазором, а также размещенный в верхней части трубы измеритель расстояния, зондирующий луч которого направлен, преимущественно, на центральную часть плавающего в воде диска. Труба в верхней части содержит защитный кожух от метеоосадков и выпускное отверстие, связывающее полость трубы с внешней воздушной средой водоема, при этом труба в нижней части содержит насадку с отверстием, которое размещено соосно ее главной оси. Предлагаемое техническое решение позволяет существенно упростить конструкцию устройства, а также повышает точность измерения.
Данное устройство предназначено исключительно для измерения уровня различных жидкостей, находящихся в закрытых цистернах и баках, расположенных, как правило, в закрытых ангарах.
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и низкая точность измерения. Сложность конструкции обусловлена тем, что она содержит дополнительно специальные фланцы либо направляющие элементы с целью исключения возможности перевертывание поплавка под влиянием турбулентных потоков воды. Устройство также не имеет системы защиты, исключающую попадание в канал трубы сверху осадков, что делает возможным его применение для измерения уровня воды в открытых водоемах в ветреную и дождливую погоду.
Целью изобретение является заблаговременное оповещение людей конкретного региона о возможности происхождения наводнения и селевых потоков.
Для достижения данной цели были сконструированы устройство для выслеживания уровня воды в реках и водоемах.
Устройство состоит из двух физически отдельных друг от друга частей (Фиг.1). Первая часть включает в себя электронный блок 1, вертикально расположенный сосуд 2 и электронный датчик 3. Электронный блок снабжен передатчиком ПР и индикаторными лампочками 4. Вторая часть установки состоит из приемника сигнала ПМ и системы звукового оповещения ЗВ и находится в удалении от первой части. Электронный датчик представляет собой систему из приклеенных к пластиковому стержню четырех металлических пластинок, к которым впаяны концы электрических цепей из электронного блока 1. Металлические пластинки приклеены на определенных расстояниях друг от друга по высоте. Металлические пластинки являются анодами в электрической схеме. По мере подъема уровня воды один за другим замыкаются соответствующие электрические цепи. Высота уровня воды, которая находится в области критической, принимается из многолетнего наблюдения.
В качестве приемо-передающей системы использованы возможности бытового электронного звонка. Передающая система от электронного бытового звонка вмонтирована в электронный блок, а его приемник вмонтирован в систему звукового оповещения.
На Фиг. 2 показаны принципиальная электрическая схема устройства
для выслеживания уровня воды в реках и водоемах.
Электрическая схема устройства состоит из трех электрических цепей:
• первая цепь - источник питания ИП, индикаторная лампа L1 и ключ К1;
• вторая цепь – источник питания ИП, индикаторная лампа L2 и ключ К2;
• третья цепь - источник питания ИП, индикаторная лампа L3, ключ К3 и система со звуковой сигнализацией ЗВ.
Принцип работы электронной схемы заключается в том, что концы электрических цепей К1, К2 и К3 находятся на датчике 3. Поступление воды в вертикальный сосуд 2 приводит к замыканию цепей, от чего горит соответствующая индикаторная лампочка 4. При нормальном уровне воды замыкается первая цепь, загорается зеленая индикаторная лампочка. Дальнейшее повышение уровня воды приводит к замыканию второй цепи, загорается желтая индикаторная лампа. Горение этой лампочки говорит о повышенном уровне воды, но не критическом. При дальнейшем повышении уровня воды замыкается третья цепь, сработает система звуковой сигнализации ЗВ, что сообщает о критическом уровне воды. В этом случае следует принимать меры.
Устройство работает следующим образом. Вертикальный сосуд 2 с электронным датчиком 3 устанавливается в водоеме или в углублении, сделанном рядом с рекой, куда может поступать вода из реки. Вертикальный сосуд 2 с нижней части, является открытым, что позволяет поступления воды в нем из водоема, а в верхней части имеет зазор для прохождения воздуха. При этом нижний конец сосуда опускается в воду на глубину, превышающую максимальный зафиксированный уровень колебания воды для данного рассматриваемого водоема. В процессе работы устройства вода из водоема через нижнее отверстие поступает в полость сосуда. Об уровне подъема воды сигнализируют индикаторные лампочки 4 и система звукового оповещения ЗВ, которые получают сигнал от электронного датчика 3.
Таким образом, техническим результатом от использования заявленного технического решения является упрощение конструкции устройства и сокращении времени реагирования на случаях наводнений и паводков. Технический результат достигается использованием свойства обычной воды проводить электрический ток, что обеспечивает замыкание электрической цепи в электронном блоке при подъеме уровня воды и включения приемо-передающей системы оповещения.
Использование устройства требует предварительной калибровки зависимости угрозы стихийных бедствий от высоты уровня воды в реке или водоеме.
