CN102426044B - 水力浮动式升船机浮筒内液位测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水力浮动式升船机浮筒内液位测量系统，它具有一个安装在竖井内浮筒顶部的平面反射板、一个浮设在浮筒内液面处的浮球反射板和两台激光测距仪，两激光测距仪通过一副安装支架安装在平面反射板和浮球反射板上方，其中一台测距仪的激光发射端和接收端均垂直朝向平面反射板的反射面，用于测量浮筒位置，另一台测距仪的激光发射端和接收端均垂直朝向浮球反射板的反射面，用于测量浮筒内水面高程。本发明根据水力浮动式升船机浮筒内水深测量的实际情况和特殊要求，将传统用于位置测量的激光测距仪和浮球反射板相结合，实现了精确测量水力浮动式升船机浮筒内水深的目的，具有液位测量精度高、设备现场安装方便等优点。

Description

水力浮动式升船机浮筒内液位测量系统
技术领域
本发明涉及一种升船机的测量系统，特别是一种水力浮动式升船机浮筒内液位测量系统。
背景技术
与船闸相比，升船机具有快捷、通畅和可频繁运行、节省发电用水等特点，特别适合高坝通航。因此，在国家大力发展水电建设以及大量兴修电站大坝后，为保持内河航运的畅通，让船舶跨越电站大坝屏障，升船机通航设备成为解决高坝通航的重要选择。升船机按承船厢运行的线路，分为垂直式和斜面式两类。水力浮动式(水力驱动式)垂直升船机是在水力浮动式转矩平衡重升船机(专利号ZL99116476.8)的基础上研发出的一种安全、高速、节水型垂直升船机。该升船机建有浮筒井，井内装设浮筒。浮筒顶部与承船厢底部相连，浮筒在平衡承船厢重量的同时利用其浮力变化在承船厢与平衡平衡重之间产生重量差来驱动承船厢升降运行，又称为水力式升船机。
浮筒在水力浮动式升船机系统中起着平衡及驱动承船厢运行的作用，浮筒内配重水体的多少直接影响浮筒重量，进而影响到升船机运行时每个浮筒的出力情况，所以，对浮筒内液位(水深)的检测至关重要，而且精度要求也比较高。以往常规的液位测量系统有静压(或差压)式液位计、浮球式液位计、电容式液位计、磁翻板液位计、超声波液位计等测量系统。由于水力浮动式升船机平衡重浮筒具有垂直运行距离大、浮筒与浮筒井间距离小、浮筒外有水体淹没、浮筒顶部有动滑轮等设备、浮筒内水深测量要求精度高等特点，采用现有的液位测量系统暴露出以下不足：1)静压(或差压)式液位计、浮球式液位计、电容式液位计、磁翻板液位计等系统均为接触式测量系统，都有电缆需要引出到浮筒井上的信号采集设备，而电缆的处理无法合理解决；2)浮球式液位计和磁翻板液位计系统的测量精度无法满足要求；3)虽然超声波液位计测量系统采用非接触式测量，但其存在测量盲区，而且价格较贵。
发明内容
本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种设计结构合理、测量精度高、设备安装方便的水力浮动式升船机浮筒内液位测量系统。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的水力浮动式升船机浮筒内液位测量系统具有一个安装在竖井内浮筒顶部的常规平面反射板、一个浮设在浮筒内液面处的浮球反射板和两台激光测距仪，两台激光测距仪通过一副固定在竖井顶部侧面墙壁上的安装支架安装在平面反射板和浮球反射板上方，其中一台测距仪的激光发射端和接收端均垂直朝向平面反射板的反射面，用于测量浮筒位置，另一台测距仪的激光发射端和接收端均垂直朝向浮球反射板的反射面，用于测量浮筒内水面高程。
本发明的技术解决方案还在于：安装支架由通过螺栓铰连的后支架和前支架构成，后支架固定安装在竖井顶部侧面墙壁上，两台激光测距仪并排设置在前支架端头的安装板上。
本发明的技术解决方案还在于：浮球反射板为一个水平面向上的半球壳型浮球装置，在浮球装置水平面圆周上均布有四个钢丝吊耳孔，在浮球装置水平面壁的中心开有加水孔，在浮球装置水平面壁上粘贴有反射膜。
本发明根据水力浮动式升船机浮筒内水深测量的实际情况和特殊要求，将传统用于位置测量的激光测距仪和浮球反射板加以巧妙结合，实现了精确测量浮筒内水深的目的。该检测系统具有液位测量精度高、设备现场安装方便等优点，可完全满足水力浮动式升船机浮筒内液位测量要求。
附图说明
图1是本发明一个具体实施例的结构示意图。
图2是图1的I-I向视图。
图3是本发明激光测距仪安装支架的侧向结构示意图。
图4是图3的俯向视图。
图5是浮球反射板的结构示意图。
图6本发明的测量参数示意图。
附图中各标号的名称分别为：1-激光测距仪，2-激光测距仪，3-平面反射板，4-浮筒内测井，5-浮球反射板，51-钢丝吊耳孔，6-后支架，7-前支架，8-安装板。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明内容做进一步说明，但本发明的实际工作结构并不仅限于下述的实施例。
参见附图，本发明所述的水力浮动式升船机浮筒内液位测量系统由两台激光测距仪1、2、一个安装支架、一块常规反射板3和一块浮球反射板5等设备组成，布置如图1和图2所示。两台台激光测距仪1、2通过安装支架固定竖井顶部位于浮筒上方的侧面墙壁上。在浮筒顶部安装一块常规平面反射板3，该板的安装位置与其中一台激光测距仪3对应，用以检测浮筒位置。浮球反射板5为一个水平面壁上贴有反射膜的半球壳型浮球装置，布置在浮筒内测井4中的水面上，随水位上下自由浮动。
激光测距仪安装支架的结构如图3和图4所示，它由前支架6和后支架7组成，之间通过螺栓连接，以便在浮筒检修时可以灵活折回，在前支架7的前端头对称安装两台激光测距仪1、2，一台用于测量浮筒位置，一台用于测量浮筒内水面高程。
为了测量浮筒内液位高程，本发明借鉴浮球液位计测量方法，设计了半球壳型浮球装置，其结构如图5所示。浮球水平面壁的中心预留加水孔，以便在粘贴反射膜前向浮球内加水增加浮球重量，减少浮球在水中的波动；在浮球装置水平面圆周上均布有四个钢丝吊耳孔51，用于固定钢丝，以方便维护或检修时从测井中提起浮筒；浮球内加注设计量水后，在水平面上粘贴反射膜，钢丝吊耳孔上固定钢丝。
本发明测量参数信号处理的原理如图6所示，激光测距仪测量得到浮筒表面距激光测距仪1的距离A和浮球反射板表面距激光测距仪2的距离B，由于浮筒内加水量一定，所以沉没水中深度D已知，同样浮筒总高C已知，那么可以计算得到浮筒内水深X＝C-(B+D-A)＝A+C-B-D。

Claims (1)

1.一种水力浮动式升船机浮筒内液位测量系统，其特征在于具有一个安装在竖井内浮筒顶部的平面反射板(3)、一个浮设在浮筒内液面处的浮球反射板(5)和两台激光测距仪(1、2)，两台激光测距仪(1、2)通过一副固定在竖井顶部侧面墙壁上的安装支架安装在平面反射板(3)和浮球反射板(5)上方，其中一台测距仪(1)的激光发射端和接收端均垂直朝向平面反射板(3)的反射面，另一台测距仪(2)的激光发射端和接收端均垂直朝向浮球反射板(5)的反射面；上述系统中，所说的安装支架由通过螺栓铰连的后支架(6)和前支架(7)构成，后支架(6)固定安装在竖井顶部侧面墙壁上，两台激光测距仪(1、2)并排设置在前支架(7)端头的安装板(8)上；所说的浮球反射板(5)为一个水平面向上的半球壳型浮球装置，在浮球装置水平面圆周上均布有四个钢丝吊耳孔(51)，在浮球装置水平面壁的中心开有加水孔，在浮球装置水平面壁上粘贴有反射膜。
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