| 主权项 |
1.一种水系监测装置,设置于一固定点,以获得一沿 垂直水面方向上下延伸之预定范围内的水系资料, 该水系监测装置包括: 一支承柱,固设于该固定点且沿垂直水面方向上下 延伸;及 复数感测器,于该预定范围内沿垂直水面方向间隔 地设置于该支承柱上,各该感测器具有一固设于该 支承柱上之悬臂,以及一设置于该悬臂上用以量测 该悬臂受力状态之感应计,各该感应计具有一光纤 及一形成于该光纤上并固设于各该悬臂之感应段, 藉该感应段感受受力状态之资讯以获得在该预定 范围内的水系资料。 2.依据申请专利范围第1项所述之水系监测装置,更 包括一与该等感测器相连接之资料撷取器,以收集 各该感测器所测得之水系资料。 3.依据申请专利范围第1项所述之水系监测装置,其 中,该支承柱具有一本体及复数沿垂直水面方向间 隔地形成于该本体上并供水流经过之流道,而该等 感测器则分别位于各该流道内。 4.依据申请专利范围第3项所述之水系监测装置,其 中,该本体呈圆柱状。 5.依据申请专利范围第1项所述之水系监测装置,其 中,该悬臂延伸方向与水面平行。 6.依据申请专利范围第1项所述之水系监测装置,其 中,各该感应计为应变计、位移计、倾斜计、速度 计、加速度计及压力计其中之一。 7.依据申请专利范围第1项所述之水系监测装置,其 中,各该感应计更具有一形成于各该感应段上之光 栅。 8.依据申请专利范围第7项所述之水系监测装置,其 中,该等光栅之周期彼此相异。 9.依据申请专利范围第8项所述之水系监测装置,其 中,该等光纤彼此串联。 10.依据申请专利范围第8项所述之水系监测装置, 更包括一资料撷取器,该等光纤分别于该资料撷取 器相导通。 11.依据申请专利范围第8项所述之水系监测装置, 其中,各该感应计更具有一包覆该感应段并固定于 该悬臂上之金属膜。 12.依据申请专利范围第11项所述之水系监测装置, 其中,各该金属膜是以真空溅镀、真空蒸镀或离子 披覆其中之一方式形成。 13.依据申请专利范围第11项所述之水系监测装置, 其中,各该金属膜包含一包覆该感应段之第一包覆 层,及一包覆该第一包覆层并固定于该悬臂上之第 二包覆层。 14.依据申请专利范围第13项所述之水系监测装置, 其中,各该第一包覆层是以真空溅镀、真空蒸镀或 离子披覆其中之一方式形成。 15.依据申请专利范围第13项所述之水系监测装置, 其中,各该第二包覆层是以无电镀方式形成。 16.一种水面高度之监测方法,包含下列步骤: a)于一自水面分别向上、下延伸之预定范围内的 复数定位点上分别设置复数感测器,且该等感测器 中至少一感测器位于水面以上;各该感测器具有一 悬臂及一设置于该悬臂上用以量测该悬臂受力状 态之感应计,各该感应计为一具有一固定于各该悬 臂之感应段及一形成于该感应段上之光栅的光纤; b)是藉由该等感测器分别由各感应计量测各该悬 臂之受力变化而判断水流状态以判断各该定位点 之水流状态;而步骤b)再包含下列步骤: b-1)发射光讯号进入各该感应段; b-2)接收经过各该光栅之光讯号; b-3)以经过各该光栅之光讯号量测各该悬臂之形变 ,进而获得其受力变化;及 c)以该等定位点之水流状况获得水面之高度。 17.依据申请专利范围第16项所述的水面高度之监 测方法,更包含于步骤c)之后的下列步骤: d)重复步骤b)至步骤c),以获得水面高度之历时变化 。 18.一种水流监测方法,包含下列步骤: a)于一沿垂直水流方向上下延伸之预定范围内的 复数定位点上分别设置复数感测器,各该感测器具 有一悬臂及一设置于该悬臂上用以量测该悬臂受 力状态之感应计,各该感应计为一具有一固定于各 该悬臂之感应段及一形成于该感应段上之光栅的 光纤; b)是藉由各该感应计量测各该悬臂之受力变化而 测得水流速度;而步骤b)再包含下列步骤: b-1)发射光讯号进入各该感应段; b-2)接收经过各该光栅之光讯号; b-3)以经过各该光栅之光讯号量测各该悬臂之形变 ,进而获得其受力变化;及 c)以该等定位点之水流速度获得该预定范围内之 水流速度分布。 19.依据申请专利范围第18项所述的水流监测方法, 其中,步骤c)更包含以该等定位点之水流速度判断 水流于垂直水流方向上涵盖之范围。 20.依据申请专利范围第18项所述的水流监测方法, 更包含于步骤c)之后的下列步骤: d)以水流于垂直水流方向上涵盖之范围及水流速 度分布计算水流量。 21.一种河床冲刷及淤积之监测方法,包含下列步骤 : a)于一自河床面分别向上、下延伸之预定范围内 的复数定位点上分别设置复数感测器,该等感测器 中至少一感测器埋设于该河床面以下,各该感测器 具有一悬臂及一设置于该悬臂上用以量测该悬臂 受力状态之感应计,各该感应计为一具有一固定于 各该悬臂之感应段及一形成于该感应段上之光栅 的光纤; b)以该等感测器分别判断各该定位点之水流状态, 而步骤b)再包含下列步骤: b-1)发射光讯号进入各该感应段; b-2)接收经过各该光栅之光讯号;及 b-3)以经过各该光栅之光讯号量测各该悬臂之形变 ,进而获得其受力变化;及 c)以该等定位点之水流状况获得河床面之高度。 22.依据申请专利范围第21项所述的河床冲刷及淤 积之监测方法,更包含于步骤c)之后的下列步骤: d)重复步骤b)至步骤c),以获得河床面高度之历时变 化。 图式简单说明: 图1是本发明水系监测装置及其监测方法之第一较 佳实施例的一正视图; 图2是该第一较佳实施例之一侧视图,说明该水系 监测装置之设置方向; 图3是该第一较佳实施例之一示意图,说明该水系 监测装置之系统架构; 图4是该第一较佳实施例之一示意图,说明该水系 监测装置设置于一循环水道内; 图5是沿图1中之V-V剖面线之剖面图; 图6是沿图1中之VI-VI剖面线之剖面图; 图7是该第一较佳实施例之一流程图; 图8是该第一较佳实施例之一关系图,说明感测器 之波长偏移量与时间之关系; 图9是该第一较佳实施例之一关系图,说明水面与 河床面之高度与时间之关系; 图10是本发明水系监测装置及其监测方法之第二 较佳实施例的一流程图; 图11是该第二较佳实施例之一关系图,说明感测器 之波长偏移量与时间之关系; 图12是本发明水系监测装置及其监测方法之第三 较佳实施例的一剖面图; 图13是该第三较佳实施例之一立体图;及 图14是本发明水系监测装置及其监测方法之第四 较佳实施例的一部份剖面图。 |
