具有水位溢满监测功能的智能井盖的制作方法

本实用新型涉及井盖技术领域，尤其涉及一种具有水位溢满监测功能的智能井盖。

背景技术：

井盖是用来掩盖道路上或家中深井的防御物，用来防止人或物掉下。一般分为圆形和方形，在市区的路政方面，一般采用圆形，因为圆形的井盖不易倾斜，能够较好的保护好行人和车辆的安全。

现有井盖的结构简单，不具备水位溢满监测功能，导致市政人员无法及时得知该区域发生水位溢满险情，也就无法采取相应的维护措施。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有水位溢满监测功能的智能井盖，能够实时、准确监测到出现水位溢满险情的井道。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种具有水位溢满监测功能的智能井盖，包括井盖本体和安装在所述井盖本体一侧的监测单元；其中，

所述监测单元包括光感测元件，所述光感测元件包括电连接的光收发器和处理器，以及互为相对设置的第一底座和反光片，所述光收发器固定在所述第一底座上；

所述光收发器用于发射红外光线，并接收经所述反光片反射形成的反射光线；

所述处理器用于将反射光线参数与预设标准参数比对，当比对结果超出阈值范围时判断井盖的水位溢满，当比对结果未超出阈值范围时判断井盖的水位未溢满。

优选地，所述光收发器包括至少一个红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器分别与所述处理器连接；

所述红外发射器按照设定参数发出红外光线；

所述红外接收器接收经反光片反射的红外光线，并将反射的红外光线参数输入至所述处理器与预设标准参数比对。

优选地，所述监测单元还包括封装壳体，所述封装壳体由壳本体和设在所述壳本体中用于固定所述光感测元件的支撑体组成；

所述支撑体为空腔体结构，所述光感测元件可拆卸的设在所述空腔体结构内；

所述壳本体包括帽状底座和与所述帽状底座可拆卸连接的密封盖板，所述帽状底座内设有用于支撑所述空腔体结构的第一支撑体，所述密封盖板上设有第二支撑体，所述第一支撑体和所述第二支撑体用于配合固定所述空腔体结构。

优选地，所述帽状底座包括帽本体和沿所述帽本体设置的帽沿，所述帽沿上设有多个安装孔，所述帽本体上设有至少一个进水通道。

优选地，所述井盖本体安装所述监测单元的一侧还设置有多个第一加强筋以及多个第二加强筋；

多个所述第一加强筋均为环形结构，且多个所述第一加强筋沿所述盖体的中心至所述井盖盖体的边缘方向间隔排布；

多个所述第二加强筋均为条形结构，且多个所述第二加强筋以靠近所述井盖本体中心位置处的所述第一加强筋为中心，沿所述第一加强筋的周向呈放射状均匀排布，相邻的两个所述第一加强筋与相邻的两个所述第二加强筋之间形成多个限位空间，所述封装壳体通过安装孔与其中一个限位空间对应的井盖本体固定。

优选地，还包括由环状支撑结构和筛盘组成的过滤结构，所述环状支撑结构的内壁上设有内螺纹，所述第一加强筋形成的环壁外围面上设有外螺纹，所述环状支撑结构与所述第一加强筋通过螺纹连接，所述封装壳体安装在所述环状支撑结构的过滤空间内。

优选地，所述监测单元还包括与处理器连接的信号收发器，以及与所述信号收发器联网的管理平台，所述信号收发器用于在井盖的水位溢满时自动向管理平台发送该井盖的溢满警报。

优选地，所述井盖本体安装所述监测单元的一侧还设有一槽体，所述槽体通过盖板形成密闭空间，所述信号收发器安装在所述密闭空间内。

优选地，在所述井盖本体与安装所述监测单元相反侧的外表面上嵌设有太阳能蓄电模块，所述太阳能蓄电模块分别与所述红外发射器、所述红外接收器、所述处理器、所述信号收发器电连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的具有水位溢满监测功能的智能井盖有以下有益效果：

本实用新型提供的具有水位溢满监测功能的智能井盖中，包括井盖本体和安装在井盖本体一侧的监测单元，其中，监测单元由光收发器、处理器、以及相对设置的第一底座和反光片组成，其中，通过将处理器与光收发器连接，可在处理器中预设无水浸入时对应的预设标准参数，由于水与反光片接触后能够改变反光片的反射率，因此在有水浸入(也即水位溢满)时，光收发器射出的红外光线经反光片反射后，会改变红外光线的反射角度，光收发器可通过提取反射光线的参数，处理器根据反射光线的参数与预设标准参数计算绝对差值，当绝对差值处于误差允许范围内时判断为水位未溢满，当绝对差值不处于误差允许范围内时判断水位溢满。

可见，由于预设标准参数可根据当前环境实测得到，因此该预设标准参数能够准确反映当前环境水位未溢满时的反射光线参数，经处理器分析判断后能够实时得出井盖下的当前水位是否溢满。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例中井盖本体结构的立体示意图；

图2为本实用新型实施例中封装壳体结构的立体示意图；

图3为本实用新型实施例中封装壳体结构的截面示意图；

图4为本实用新型实施例中红外发射器和红外接收器的相对位置示意图；

图5为本实用新型实施例中过滤结构的立体示意图。

附图标记：

1-井盖本体，2-监测单元；

11-第一加强筋，12-第二加强筋；

13-限位空间，14-槽体；

15-盖板，16-排水孔；

21-帽状底座，22-密封盖板；

23-光收发器，24-反光片；

211-安装孔，212-进水通道；

213-容水区，214-第一支撑体；

221-第二支撑体，231-红外发射器；

232-红外接收器，3-过滤结构；

31-环状支撑结构，32-筛盘。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实施例提供的一种具有水位溢满监测功能的智能井盖，包括井盖本体1和安装在井盖本体1一侧的监测单元2；其中，监测单元2包括光感测元件，光感测元件包括电连接的光收发器23和处理器，以及互为相对设置的第一底座和反光片24，光收发器23固定在第一底座上；光收发器23用于发射红外光线，并接收经反光片24反射的红外光线；处理器用于将反射光线参数与预设标准参数比对，当比对结果超出阈值范围时判断井盖的水位溢满，当比对结果未超出阈值范围时判断井盖的水位未溢满。

本实施例提供的具有水位溢满监测功能的智能井盖中，包括井盖本体1和安装在井盖本体1一侧的监测单元2，其中，监测单元2由光收发器23、处理器、以及相对设置的第一底座和反光片24组成，其中，通过将处理器与光收发器23连接，可在处理器中预设无水浸入时对应的预设标准参数，由于水与反光片24接触后能够改变反光片24的反射率，因此在有水浸入(也即水位溢满)时，光收发器23射出的红外光线经反光片24反射后，会改变红外光线的反射角度，光收发器23可通过提取反射光线的参数，处理器根据反射光线的参数与预设标准参数计算绝对差值，当绝对差值处于误差允许范围内时判断为水位未溢满，当绝对差值不处于误差允许范围内时判断水位溢满。

可见，由于预设标准参数可根据当前环境实测得到，因此该预设标准参数能够准确反映当前环境水位未溢满时的反射光线参数，经处理器分析判断后能够实时得出井盖下的当前水位是否溢满。另外，上述误差允许范围是根据相关实验多次测量统计而设定的，故能够在避免误报的前提下，尽可能的提高水位溢满检测的灵敏度。

应当理解的是，水位溢满检测的灵敏度与设定的误差允许范围存在直接关系，例如，当误差允许范围设定值越小，则水位溢满检测的灵敏度越高，反之则越低。因此，为了使上述实施例中的预设标准参数和误差允许范围值设定合理，在监测单元2出厂时由专业技术人员分别对预设标准参数和误差允许范围进行调校，将调教结果默认为初始设定值，当然装配人员也可在安装的过程中，自行对监测单元2的预设标准参数进行二次调教，从而使监测单元2的预设标准参数和误差允许范围能够适用当前使用环境，进而在水位溢满时提供高灵敏度的检测功能。

上述实施例中光收发器23包括至少一个红外发射器231和红外接收器232，红外发射器231和红外接收器232分别与处理器连接；红外发射器231按照设定参数发射红外光线；红外接收器232接收经反光片24反射的红外光线，并将反射的红外光线参数输入至处理器与预设标准参数比对。

在具体实施的过程中，红外发射器231的设置数量可根据实际需要具体设定，本实施例在此不对红外发射器231的设置数量以及设置方式做出限定，示例性的，请参阅图4，红外接收器232固定在第一底座上的中心处，6个红外发射器231围绕红外接收器232分布式设置，采用这种设置方式能够保证红外光的集中照射，并经反光片24反射后能够被红外接收器232集中接收，最大限度的减少反射红外光线的损耗，进而确保测量结果的准确性。具体的，红外发射器231可采用pwm控制的led红外发射灯，红外接收器232可采用现有技术中的红外接收管。

进一步地，上述实施例中的监测单元2还包括封装壳体，封装壳体由壳本体和设在壳本体中用于固定光感测元件的支撑体组成；支撑体为空腔体结构，光感测元件可拆卸的设在空腔体结构内；壳本体包括帽状底座21和与帽状底座21可拆卸连接的密封盖板22，帽状底座21内设有用于支撑空腔体结构的第一支撑体214，密封盖板22上设有第二支撑体221，第一支撑体214和第二支撑体221用于配合固定空腔体结构。另外，密封盖板22上还设有线束走线孔，该线束走线孔用于走太阳能蓄电模块分别与红外发射器231、红外接收器232、处理器、信号收发器电连接的走线。

具体实施的过程中，上述空腔体的结构多种多样，为了便于理解，本实施例给出一种示例性结构：

空腔体结构包括空腔体本体以及可拆卸连接的空腔体盖板22，在安装光感测元件的过程中，可将光感测元件放置于对应的空腔体本体内，然后通过空腔体盖板22的卡接配合，使得光感测元件被牢牢的固定在空腔体本体内，其中，第一底座设在空腔体盖板22上，反光片24设在与第一底座相对位置的空腔体本体上，光感测元件与反光片24形成的空间构成光线传播区域，空腔体本体的围壁采用非透光材料制成，以避免红外光线的损耗，然后将空腔体本体放置在第一支撑体214上，使第一支撑体214与空腔体本体的底面接触，接着通过密封盖板22的卡接配合，使密封盖板22的第二支撑体221抵挡住空腔体盖板22，通过第一支撑体214、空腔体本体和第二支撑体221的过盈配合，可将空腔体牢牢的固定。

优选地，帽状底座21侧壁靠近开口位置处设有内螺纹，第二支撑体221的外壁上设有对应的外螺纹，第一支撑体214的环绕帽状底座21的侧壁底部设置，第一支撑体214的底部与帽状底座21的底座固定，第一支撑体214的顶部开设有与适配槽，适配槽与反光片24的承载结构适配，用于反光片24的安装固定。

通过上述实施过程可知，空腔体本体采用上述可拆卸结构，可在光感测元件发生故障时，只对设置在空腔体本体内的光感测元件进行更换，而其他部件可以反复使用，节约了维护成本。另外，由于第一支撑体214、空腔体本体和第二支撑体221均采用过盈配合，一方面实现了空腔体本体的可更换，另一方面保证了空腔体本体固定的牢固性，避免了由于空腔体本体因固定的牢固性不佳，而导致空腔体错位的情况的发生，进一步保证了反射红外光线测量结果的准确性。而为了提升封装壳体的密封性，本实施例中的支撑体和壳本体可以采用弹性材质制成，例如三元乙丙橡胶。

进一步的，请参阅图2和图3，上述实施例中的帽状底座21包括帽本体和沿帽本体设置的帽沿，帽沿上设有多个用于安装固定的安装孔211，帽本体上设有至少一个进水通道212。进水通道212与安装孔211同平面设置，进水通道212与帽本体的轴线呈30度角。

在实际操作的过程中，本实施例不对进水通道212的设置数量和安装孔211的设置数量进行限定，示例性的，请参阅图4，设置3个安装孔211和3个进水通道212，且进水通道212的设置位置与反光片24的位置相对应，相比较于将进水通道212设置成90度角(与地面垂直)，本实施例中把进水通道212设置呈30度角可阻挡部分偶然溅入的雨水进入封装壳体内，降低误判的概率。

需要补充的是，请参阅图2，进水通道212至反光片24这部分空间通常被称为容水区213，只有当浸水涌满容水区213时，浸水才能与反光片24充分接触，这样，出射红外光线经反光片24反射形成的反射红外光线的参数才会发生较大变化，即得到的绝对差值越大，该参数包括红外光线的反射角；而容水区213的高度设置的越高，则浸水涌满容水区213的用时则越久，即水位溢满检测的灵敏度越低；相反，容水区213的高度设置的越低，则水位溢满检测的灵敏度越高；由于本实施例中的容水区213的设置高度略等于第一支撑体214的高度，因此，通过调整第一支撑体214的高度即可调整有水浸入检测的灵敏度，示例性的，第一支撑体214的高度设置为10mm。

请参阅图1，上述实施例中，井盖本体1安装监测单元2的一侧还设置有多个第一加强筋11以及多个第二加强筋12；多个第一加强筋11均为环形结构，且多个第一加强筋11沿盖体的中心至井盖盖体的边缘方向间隔排布；多个第二加强筋12均为条形结构，且多个第二加强筋12以靠近井盖本体1中心位置处的第一加强筋11为中心，沿第一加强筋11的周向呈放射状均匀排布，相邻的两个第一加强筋11与相邻的两个第二加强筋12之间形成多个限位空间13，封装壳体通过安装孔211与其中一个限位空间13对应的井盖本体1固定。通过第一加强筋11和第二加强筋12交织形成蜘蛛网状的分布结构，能够增加井盖本体1的承重。

请参阅图5，上述实施例还包括由环状支撑结构31和筛盘32组成的过滤结构3，环状支撑结构31的内壁上设有内螺纹，第一加强筋11形成的环壁外围面上设有外螺纹，环状支撑结构31与第一加强筋11通过螺纹连接，封装壳体安装在环状支撑结构31的过滤空间内。

具体实施时，过滤结构3与井盖本体1可拆卸连接，能够方便零部件的更换，另外，可选择的在其中一个第一加强筋11的环壁外围面上设置外螺纹，也可在全部第一加强筋11的环壁外围面上设置外螺纹，通常，监测单元2设在过滤结构3的空间内，以避免容水区213进入泥沙杂物影响红外光线的传播。

优选地，上述监测单元2还包括与处理器连接的信号收发器，以及与信号收发器联网的管理平台，信号收发器用于在井盖的水位溢满时自动向管理平台发送该井盖的溢满警报。设置信号收发器，能够在井盖发生水位溢满时，及时的将处理器的判断结果通过信号收发器传输给管理平台，以提醒维护人员前往该井盖所在位置及时处理险情。可选地，监测单元2还包括与处理器连接的gps，以便在信号收发器传输溢满警报时能携带上井盖所处的具体位置信息。

优选地，上述井盖本体1安装监测单元2的一侧还设有一槽体14，槽体14通过盖板15形成密闭空间，信号收发器和gps安装在密闭空间内。

优选地，上述井盖本体1上还设有排水孔16。

优选地，上述在井盖本体1与安装监测单元2相反侧的外表面上嵌设有太阳能蓄电模块(附图未示出)，太阳能蓄电模块分别与红外发射器231、红外接收器232、处理器、信号收发器、gps电连接，为监测单元2中的各电子元器件供电。

优选地，上述第一加强筋11与第二加强筋12上预留有走线槽(附图未示出)，太阳能蓄电模块、红外发射器231、红外接收器232、处理器、信号收发器、gps相互的连接线通过走线槽布线，以节省布线空间。

需要强调的是，本实用新型实施例只是对上述处理器与其他硬件的连接关系进行了改进，而不涉及对处理器中内置程序的改进。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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