一種可移動式水位計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利涉及水工模型水位測量裝置，尤其是一種可移動、無需固定零點(diǎn)、能快速獲得測點(diǎn)水位的水位計。
【背景技術(shù)】
[0002]水位作為指示河流、庫區(qū)汛情的基本水文要素之一，是水情信息的重要組成部分，也是防洪調(diào)度及洪水預(yù)報的重要依據(jù)。因此，水位歷來都是水利等工程研宄的主要內(nèi)容，是防洪、航道、橋梁等工程等設(shè)計的必要參數(shù)，也是水工、河工模型試驗(yàn)研宄的必測內(nèi)容。
[0003]目前，用于水槽、河道模型水位測量的儀器主要有測針、超聲波水位計和水位傳感器。測針測量采用連通管原理，將河道水位引入模型外的量筒內(nèi)讀取，目前大量應(yīng)用于水工與河工模型實(shí)驗(yàn)。其缺點(diǎn)是只能人工讀取，無法進(jìn)行非恒定流試驗(yàn)，且在測量航道模型水位時需要布設(shè)大量的測針和預(yù)埋管；在模型建好后，不方便增加新的測點(diǎn)。超聲波水位計是利用超聲波測出探頭與水面的距離，然后由超聲波的固定高程計算出水位，其缺點(diǎn)是超聲波探頭需在一個平面上運(yùn)動，一般用于固定高程的水槽中，無法適用于地形變化復(fù)雜的河道模型中。水位傳感器是將下部探測的測桿深入待測水面以下，水位變化從而引起傳感器的變化，繼而達(dá)到測量待測點(diǎn)水位的目的。其缺點(diǎn)是流速，涌浪等因素對測量影響很大，傳感器的安置會干擾水流，數(shù)據(jù)誤差很難控制；同時，如果實(shí)驗(yàn)需布設(shè)大量的水位傳感器，則可能會影響流速等其他參數(shù)額測量。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有的水位測量設(shè)備無法高效的獲得任意點(diǎn)的水位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有的水位計在靈活性差、勞動強(qiáng)度大、覆蓋范圍小，測量速度慢的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種可移動式水位計，其特征在于:包括水箱、水管、壓力傳感器、數(shù)顯深度儀、上圓盤、支柱、中圓盤、底盤、超聲波探頭和水準(zhǔn)器。
[0007]所述水管的一端出口在所述水箱的底部、另一端出口套在壓力傳感器上。
[0008]所述壓力傳感器固定在上圓盤上。
[0009]所述上圓盤的下方是中圓盤，所述中圓盤的下方是底盤。所述上圓盤、中圓盤和底盤均具有中央通孔。所述上圓盤和中圓盤通過若干根支柱連接。所述中圓盤和底盤通過若干顆調(diào)平螺釘連接。
[0010]所述數(shù)顯深度儀固定在上圓盤的中央通孔內(nèi)。所述數(shù)顯深度儀的刻度尺依次穿過中圓盤和底盤，并延伸到底盤的下方。所述數(shù)顯深度儀的零點(diǎn)與所述壓力傳感器的探頭位置平齊。
[0011]所述數(shù)顯深度儀的刻度尺的下端固定超聲波探頭。
[0012]進(jìn)一步，所述水箱的底部安裝有連通外界的銅管。所述水管的一端連接在銅管上。
[0013]進(jìn)一步，所述水箱的頂部安裝有測量水箱內(nèi)液位的游標(biāo)卡尺。
[0014]進(jìn)一步，所述超聲波探頭的兩側(cè)分別安裝有微型激光定位燈。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是，能夠不干擾水流的快速測量任意一點(diǎn)水位。具有高效靈活，適用范圍更廣的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為裝置的剖面構(gòu)造圖。
[0017]圖2為本專利的原理圖。
[0018]圖3為移動平臺上圓盤構(gòu)造圖。
[0019]圖4為移動平臺中圓盤構(gòu)造圖。
[0020]圖5為移動平臺底盤構(gòu)造圖。
[0021]圖6為超聲波探頭連接的系部構(gòu)造圖。
[0022]圖中:1、水箱水面；2、壓力傳感器端面；3、超聲波水位計端面；4、待測水面；5、大地水準(zhǔn)面；6、深度游標(biāo)尺；7、水箱；8、銅管；9、水管；10、歸零閥；11、壓力傳感器；12、數(shù)顯深度儀；13、上圓盤；14、支柱；15、中圓盤；16、調(diào)平螺絲；17、底盤；18、超聲波探頭；19、微型激光定位燈；20、數(shù)據(jù)線；21、數(shù)據(jù)采集盒及電腦；22、圓水準(zhǔn)器。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)該理解為本實(shí)用新型上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0024]一種可移動式水位計，包括水箱7、水管9、壓力傳感器11、數(shù)顯深度儀12、上圓盤13、支柱14、中圓盤15、底盤17、超聲波探頭18和水準(zhǔn)器22。
[0025]所述水箱7內(nèi)裝有水。所述水箱7的頂部安裝有測量水箱內(nèi)液位的游標(biāo)卡尺，即深度游標(biāo)尺6，可以測量水箱7內(nèi)的液面高度。
[0026]所述水管9的一端出口在所述水箱7的底部、另一端出口套在壓力傳感器11上。所述壓力傳感器11測量水管9的出口的水壓。所述水管9與壓力傳感器11連接處具有氣密性。實(shí)施例中，所述水箱7的底部安裝有連通外界的銅管8。所述水管9的一端連接在銅管8上。所述水管9上還安裝有歸零閥10。
[0027]所述壓力傳感器11固定在上圓盤13上。所述壓力傳感器11是市售的數(shù)字式壓力傳感器，其型號是CYG1145，可以通過數(shù)據(jù)線20傳遞出讀數(shù)。
[0028]所述上圓盤13的下方是中圓盤15，所述中圓盤15的下方是底盤17。所述上圓盤13、中圓盤15和底盤17均具有中央通孔。所述上圓盤13和中圓盤15通過六根支柱14連接，所述上圓盤13和中圓盤15的盤面相互平行。所述中圓盤15和底盤17通過三顆調(diào)平螺絲16連接。通過調(diào)整調(diào)平螺絲16，使得中圓盤15和上圓盤13保持水平。所述上圓盤13上表明安裝有水準(zhǔn)器22，所述水準(zhǔn)器22內(nèi)氣泡居中時，說明了上圓盤13是水平的。實(shí)施例中，水箱7位于上圓盤13的上方，底盤17位于待測水面4的上方
[0029]所述數(shù)顯深度儀12固定在上圓盤13的中央通孔內(nèi)。所述數(shù)顯深度儀12的刻度尺依次穿過中圓盤15和底盤17，并延伸到底盤17的下方。所述數(shù)顯深度儀12的零點(diǎn)與所述壓力傳感器11的探頭位置平齊。數(shù)顯深度儀12是市售產(chǎn)品。
[0030]所述數(shù)顯深度儀12的刻度尺的下端固定超聲波探頭18。所述超聲波探頭18是市售的數(shù)字式超聲波測距裝置，其型號是Baumer UNAM18U6903/S14。實(shí)施例中，所述超聲波探頭18的兩側(cè)分別安裝有微型激光定位燈19。所述微型激光定位燈19產(chǎn)生的兩光斑的中心即為超聲波探頭對準(zhǔn)點(diǎn)，用于超聲波對待測點(diǎn)的對準(zhǔn)。
[0031]本實(shí)施例的一種可移動式水位計進(jìn)行水位測量使用過程如下:
[0032]固定水箱7測出水箱水位Zp (實(shí)施例中，安裝后，保證水箱內(nèi)的水面是水平，可以采用常用的方法測出水箱水位，如采用測針?biāo)挥?，通過固定的水位零點(diǎn)，測出水箱7的水位Ztl)。實(shí)施例中，水箱7位于待測點(diǎn)(水面)的上方約I米處。
[0033]固定底盤17，使得超聲波探頭18位于待測點(diǎn)水面的上方。施測時，將兩個微型激光燈19打開，將水位計移至待測點(diǎn)上方，使兩激光燈光斑連線中心對準(zhǔn)待測點(diǎn)，通過調(diào)整數(shù)顯深度儀12使超聲波探頭18距水面的距離在儀器最佳測量范圍內(nèi)(實(shí)施例中，底盤17位于待測點(diǎn)(水面)的上方約0.3米處)，調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲16，使圓水準(zhǔn)器22中的氣泡居中，保證上圓盤13水平。
[0034]通過壓力傳感器11的讀數(shù)，計算出水箱7內(nèi)液面與壓力傳感器11探頭之間的高度差hi。(通過公式P = P= P gh計算，P通過壓力傳感器讀出，P為水的密度，g為重力加速度，即:hl可以通過上述公式反算出來)
[0035]通過數(shù)顯深度儀12的讀數(shù)，獲得壓力傳感器11與超聲波探頭18之間的高度差h2o通過超聲波探頭18的讀數(shù)，獲得超聲波探頭18與待測水面之間的高度差h3。圖2示意了水箱水面1、壓力傳感器端面2、超聲波水位計端面3、待測水面4和大地水準(zhǔn)面5的關(guān)系。得到待測點(diǎn)水位為Z =
【主權(quán)項】
1.一種可移動式水位計，其特征在于:包括水箱(7)、水管(9)、壓力傳感器(11)、數(shù)顯深度儀(12)、上圓盤(13)、支柱(14)、中圓盤(15)、底盤(17)和超聲波探頭(18); 所述水管(9)的一端出口在所述水箱(7)的底部、另一端出口套在壓力傳感器(11)上; 所述壓力傳感器(11)固定在上圓盤(13)上； 所述上圓盤(13)的下方是中圓盤(15)，所述中圓盤(15)的下方是底盤(17);所述上圓盤(13)、中圓盤(15)和底盤(17)均具有中央通孔；所述上圓盤(13)和中圓盤(15)通過若干根支柱(14)連接；所述中圓盤(15)和底盤(17)通過若干顆調(diào)平螺釘(16)連接；所述數(shù)顯深度儀(12)固定在上圓盤(13)的中央通孔內(nèi)；所述數(shù)顯深度儀(12)的刻度尺依次穿過中圓盤(15)和底盤(17)，并延伸到底盤(17)的下方；所述數(shù)顯深度儀(12)的零點(diǎn)與所述壓力傳感器(11)的探頭位置平齊； 所述數(shù)顯深度儀(12)的刻度尺的下端固定超聲波探頭(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可移動式水位計，其特征在于:所述水箱(7)的底部安裝有連通外界的銅管(8);所述水管(9)的一端連接在銅管(8)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可移動式水位計，其特征在于:所述水箱(7)的頂部安裝有測量水箱內(nèi)液位的游標(biāo)卡尺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可移動式水位計，其特征在于:所述超聲波探頭(18)的兩側(cè)分別安裝有微型激光定位燈(19)。
【專利摘要】本專利公開一種可移動式水位計。即一種覆蓋范圍大，測量速度快，可降低勞動強(qiáng)度的可移動式水位計。它由固定的水箱與移動平臺組成，由壓力傳感器測量水箱水位與移動平臺高差，由超聲波水位計測量超聲波探頭與待測水面距離，從而計算出待測水面水位。本實(shí)用新型由于上述結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜地形下水位的快速靈活測量。
【IPC分類】G01F23-296, G01F23-00, G01F23-14
【公開號】CN204330074
【申請?zhí)枴緾N201420843701
【發(fā)明人】許光祥, 王龍貴, 袁江, 黃才政, 劉辛愉
【申請人】重慶交通大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月26日