一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在于：包括基座（1），基座上分別設(shè)有支架（6）和轉(zhuǎn)接管（4），支架通過固定板（9）安裝太陽能電池板（12）、激光測距儀（10）和數(shù)據(jù)收發(fā)器（13），所述數(shù)據(jù)收發(fā)器與遠程計算機無線信號傳輸；轉(zhuǎn)接管分別連接濾波管（2）和觀測管（5），所述觀測管上端的開口（5a）與激光測距儀的信號采集端口（10a）對應配合。本發(fā)明的優(yōu)點：本裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可有效的消除天然河道波浪變動對水位觀測的影響，使得觀測儀器在靜水中觀測，性能穩(wěn)定可靠，受天氣影響小，觀測精度達毫米級以上，觀測信息通過無線傳輸至信息處理終端，自動對觀測資料進行整理輸出。
【專利說明】一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水位監(jiān)測裝置，特別涉及一種用于天然河道水位高精度測量的一 體化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在水利工程運行管理和水文測報中，需要對天然河流的水位進行測量，尤其是主 汛期間，更需對實時水位及最高洪水位進行精確的檢測，從而積累洪水位觀測資料，以便對 河段河道防洪技術(shù)、防洪標準進行研究，對下游防洪有著指導性的意義，對行蓄洪區(qū)來講， 水位精度測量直接決定行蓄洪區(qū)的是否啟用，是地方防汛指揮和人民群眾最為關(guān)心的事 情。對水利工程運行及安全管理，擋水建筑物壩前壩后水位直接影響工程安全，因此，高精 度水位測量極為重要。
[0003] 現(xiàn)階段的天然河流水位的測量，均通過在水文站進行，但由于水文站多地處偏僻， 工作環(huán)境惡劣，水位觀測受多種不確定性因素影響大，水位觀測精度一直制約國人的水文 測驗工作。根據(jù)《中華人民共和國水位觀測標準》（GBJ158-90)(下簡稱《水位觀測標準》） 規(guī)定，水位測量精度允許誤差在2至3厘米之間，但在實際工作中，由于受波浪、雜物、河道 淤積等多種因素影響，觀測非常困難，精度很難保證。
[0004] 目前常用的觀測儀器主要包括：浮子式水位計、氣泡式、振弦式水位計、超聲波水 位計和雷達水位計等，這些觀測儀器都存在著一定的缺點，主要是：浮子式水位計需要建設(shè) 堅井，連通管道淤積、需要倒虹吸處理，但倒虹吸管道需要抽真空處理，成本高，難處理，水 位觀測每天都需要人工在河道中用水尺讀一個基準數(shù)值，再到水位計上標注為基準值，人 工讀數(shù)本身就受波浪影響，誤差大。氣泡式和振弦式水位計需要埋在水下，受波浪影響大、 成本高、儀器校正難，故障率高，維修困難。超聲波水位計和雷達水位計受波浪干擾大，同 時造價昂貴，難以普遍推廣。同時土建工程造價大，難以適應野外工作環(huán)境和大規(guī)模推廣 使用。水位觀測受儀器安裝、附屬配套設(shè)施和天氣的影響大，觀測工作量大；尤其是未能很 好的解決儀器觀測受波浪影響的問題；儀器在實際工作中由于受安裝埋設(shè)、天氣、人為等影 響，觀測精度差，實際誤差進一步放大。觀測資料記錄及整理自動化能力差，受人為因素影 響多，測量精度較差，實際測量誤差很難滿足精度要求，在實際野外環(huán)境天然河道水位測量 中，由于人工因素多，水位難以與流量等其他水文要素測量同步，所以現(xiàn)有的觀測儀器沒有 從根本上解決波浪對水位觀測影響問題。因此，現(xiàn)階段急需一種可對天然河道水位進行實 時高精度測量的裝置，經(jīng)過廣泛檢索，尚未發(fā)現(xiàn)較為理想的技術(shù)方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)階段天然河道水位觀測儀器存在的，成本高，觀測受 環(huán)境和人為因素雙重影響，觀測結(jié)果精度差，誤差大等缺點，而提出的一種用于天然河道水 位高精度測量的一體化裝置。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案： 一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在于：包括基座，所述基座上 分別設(shè)有支架和轉(zhuǎn)接管，所述支架的上側(cè)連接一個固定板，所述固定板上分別安裝太陽能 電池板、激光測距儀和數(shù)據(jù)收發(fā)器，所述太陽能電池板分別與所述激光測距儀和所述數(shù)據(jù) 收發(fā)器電連接，所述激光測距儀和所述數(shù)據(jù)收發(fā)器通信連接，所述數(shù)據(jù)收發(fā)器與遠程計算 機通過無線信號傳輸；所述轉(zhuǎn)接管分別連接濾波管和觀測管，所述觀測管內(nèi)設(shè)有一個浮動 靶標，所述浮靶標與所述激光測距儀的信號采集端口感應配合。
[0007] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可以有以下進一步的技術(shù)方案： 所述數(shù)據(jù)收發(fā)器通過天線與遠程計算機無線信號傳輸。
[0008] 所述觀測管通過一組連接件連接固定在所述支架上。
[0009] 所述濾波管的內(nèi)壁設(shè)有向內(nèi)凸起的螺旋環(huán)，所述濾波管的端部套接一個接頭。
[0010] 所述接頭為一個筒狀結(jié)構(gòu)，在筒底和筒壁上設(shè)有一組過濾孔。
[0011] 所述觀測管采用透明管。
[0012] 在所述支架上連接一個與所述觀測管對應配合的標尺。
[0013] 所述轉(zhuǎn)接管上通過閥門連接一個外接管，外接管可用于管道沖洗及管道接長。
[0014] 所述觀測管還可以采用不透明的管，在所述管的側(cè)壁上設(shè)有一個通長的觀測窗 □。
[0015] 所述信息處理終端采用計算機，計算機采集到觀測信號通過程序?qū)邮招畔⑦M行 處理，生成水位過程線、曲線及記錄表。
[0016] 所述接頭在過濾孔的作用下，可有效的阻擋河道中水草等雜質(zhì)進入濾波管，而把 濾波管堵塞，影響觀測結(jié)果。所述接頭和所述濾波管及向內(nèi)凸起的螺旋環(huán)，起到了消浪的作 用，使得河水在進入觀測管后由動態(tài)轉(zhuǎn)化為靜態(tài)。
[0017] 當所述濾波管內(nèi)有淤泥時，可隨時在所述閥門處連接外接干凈水源對濾波管進行 沖洗，當發(fā)洪水時，打開所述閥門，將另一套與本裝置相同的檢測裝置的濾波管連接在本裝 置的外接管上。
[0018] 所述標尺可對觀測管內(nèi)靜態(tài)水位進行人工觀測讀數(shù)用以校正。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：本裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，采用人工觀測與儀器觀測對比校 正，且本裝置可有效的消除天然河道波浪變動對水位觀測的影響，使得觀測儀器在靜水中 觀測，性能穩(wěn)定可靠，受天氣影響小，觀測精度達毫米級以上，觀測信息通過無線傳輸至信 息處理終端，自動對觀測資料進行整理輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 如圖1所示，本發(fā)明提供的一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其 特征在于包括 ： a、基座1，所述基座1可為水泥基座也可為砼基座，所述基座1上分別設(shè)有支架6和轉(zhuǎn) 接管4。
[0022] b、所述支架6為一個圓形鋼管，所述支架6垂直連接在所述基座1上，在所述支架 6上連接一個弧形的標尺7,在所述支架6的上端通過連接桿和卡箍連接固定一個固定板9， 所述固定板9上分別安裝太陽能電池板12、激光測距儀10和數(shù)據(jù)收發(fā)器13,所述太陽能電 池板12分別與所述激光測距儀10和所述數(shù)據(jù)收發(fā)器13電連接，所述數(shù)據(jù)收發(fā)器13上設(shè) 有天線11，所述天線11將所述激光測距儀10采集的信號通過無線信號的方式傳輸給遠程 計算機。所述激光測距儀10通過電纜和所述數(shù)據(jù)收發(fā)器13通信連接，在所述固定板9上 設(shè)有一個與所述激光測距儀10的信號采集端口 l〇a對應配合的通孔。所述太陽能電池板 12和激光測距儀10均為現(xiàn)有技術(shù)，其中所述激光測距儀10選用目前成熟的連續(xù)波激光測 距儀，優(yōu)選用西安三科數(shù)碼光電有限公司生產(chǎn)的型號為SKD - 30D的激光測距傳感器；所述 數(shù)據(jù)收發(fā)器13內(nèi)含有GPRS，優(yōu)選用南京葛南數(shù)碼光電有限公司生產(chǎn)的型號為GDA1902的智 能數(shù)據(jù)采集器。
[0023] c、所述轉(zhuǎn)接管4采用三通管，所述轉(zhuǎn)接管4的三個接口分別連接濾波管2、觀測管 5和閥門15。所述濾波管2按一定比降伸入到河道內(nèi)，所述濾波管2的內(nèi)壁設(shè)有向內(nèi)凸起 的螺旋環(huán)2a，所述濾波管2的端部套接一個接頭3,所述接頭3為一個筒狀結(jié)構(gòu)，在筒底和 筒壁上設(shè)有一組過濾孔3a。所述觀測管5優(yōu)選透明的有機玻璃管，所述觀測管5與所述支 架6平行設(shè)置，所述觀測管5通過四個連接件8連接固定在所述支架6上，所述連接件8包 括兩個與所述支架6和觀測管5套接的卡箍，所述兩個卡箍通過連桿連接，所述卡箍卡接后 通過螺栓和螺母鎖緊固定。所述觀測管5內(nèi)設(shè)有一個浮動靶標14,所述浮動靶標14與所述 激光測距儀10的信號采集端口 l〇a感應配合。所述觀測管5與所述標尺7對應配合。
[0024] d、所述閥門15上連接一個外接管16,所述外接管16可用于連接外接的干凈水源， 定期對所述濾波管2進行清洗，也可另一套與本裝置相同的水位檢測裝置。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在于：包括基座（1)，所述 基座（1)上分別設(shè)有支架（6)和轉(zhuǎn)接管（4)，所述支架（6)的上側(cè)連接一個固定板（9)，所述 固定板（9)上分別安裝太陽能電池板（12)、激光測距儀（10)和數(shù)據(jù)收發(fā)器（13)，所述太陽 能電池板（12)分別與所述激光測距儀（10)和所述數(shù)據(jù)收發(fā)器（13)電連接，所述激光測距 儀（10)和所述數(shù)據(jù)收發(fā)器（13)通信連接，所述數(shù)據(jù)收發(fā)器（13)與遠程計算機通過無線信 號傳輸；所述轉(zhuǎn)接管（4)分別連接濾波管（2)和觀測管（5)，所述觀測管（5)內(nèi)設(shè)有一個浮 動靶標（14)，所述浮靶標（14)與所述激光測距儀（10)的信號采集端口（ 10a)感應配合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在 于：所述數(shù)據(jù)收發(fā)器（13 )通過天線（11)與遠程計算機無線信號傳輸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在 于：所述觀測管（5)通過一組連接件（8)連接固定在所述支架（6)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在 于：所述濾波管（2)的內(nèi)壁設(shè)有向內(nèi)凸起的螺旋環(huán)（2a)，所述濾波管（2)的端部套接一個接 頭（3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在 于：所述接頭（3)為一個筒狀結(jié)構(gòu)，在筒底和筒壁上設(shè)有一組過濾孔（3a)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在 于：所述觀測管（5)采用透明管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特 征在于：在所述支架（6)上連接一個與所述觀測管（5)對應配合的標尺（7)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于天然河道水位高精度測量的一體化裝置，其特征在 于：所述轉(zhuǎn)接管（4)上通過閥門（15)連接一個外接管（16)。
【文檔編號】G01F23/64GK104111104SQ201410324338
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】徐新華, 唐洪武, 吳峰, 徐雷諾, 余金煌 申請人:徐新華