CN105258761B - 一种气泡式水位计以及一种水体内含沙量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气泡式水位计，外壳包括顶部开口的箱体，面板与箱体配合形成容纳底板、电路板、传感电路板、气泵和控制电路板的空腔；底板安装在箱体的底部；气泵固定在底板上；传感电路板固定在一铜块加工件上，铜块加工件固定在底板上；电路板固定在箱体的侧壁上；控制电路板安装在面板的内侧，面板上设有容许控制电路板上按键伸出的按键孔；箱体的侧壁上设有气体进口和气体出口，所述气体出口处设有接头，所述接头通过所述输气管道与测量杯连接。高精度、高可靠、高智能、免气瓶、免测井、免维护、抗振动、寿命长的特点，特别适用于流动水体、大中小河流、水库、或者水体污染严重和腐蚀性强的工业废水等不便建测井或建井昂贵的场合。

Description

一种气泡式水位计以及一种水体内含沙量检测方法

技术领域

本发明涉及一种液位测量装置，尤其涉及一种气泡式水位计以及采用该气泡式水位计进行的一种水体内含沙量检测方法。

背景技术

目前，国内对水位数据的收集多数是采用浮子式水位计或是人工观测，使用浮子式水位计前提是需投资建设测井，其次是需要人员每天定时或不定时地维护调试设备，限制了浮子式水位计的现场应用，无法满足水文信息传输的时效性，而气泡式水位计打破了水位数据的传统收集方式，解决了无测井下水位数据收集的难题。气泡式水位计主要应用于水位观测点不便建井或建井费用昂贵的地区，具有安装、维护方便，操作灵活，运行稳定可靠，精度高等特点，是目前无测井水位测量中较为理想的水位检测仪器之一。

现有的气泡式水位计一般将空气通过空气过滤器过滤、净化后，气泵将空气经单向阀压入储气罐中，储气罐中的气体分两路分别向压力控制单元中的压力传感器和通入水下的通气管中输送，当气泵停止吹气时，单向阀闭合，水下通气管口被气体封住。从而形成了一个密闭的连接压力传感器和水下通气管口的空腔。现在的气泡式水位计都内设储气罐，重量大，安装不易，成本高。而且由于水中悬浮泥沙，水体的比重在不同季节由于泥沙含量不同会有较大的波动，现有的气泡式水位计很难较准确地检测泥沙含量波动较大的水域的水位。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种气泡式水位计，具有高精度、高可靠、高智能、免气瓶、免测井、免维护、抗振动、寿命长的特点，特别适用于流动水体、大中小河流、水库、或者水体污染严重和腐蚀性强的工业废水等不便建测井或建井昂贵的场合。

本发明的第一个方面是提供一种气泡式水位计，包括主机、输气管道和测量杯，所述主机包括外壳、底板、电路板、传感电路板、气泵、控制电路板和面板；所述外壳包括顶部开口的箱体，所述面板与箱体配合形成容纳底板、电路板、传感电路板、气泵和控制电路板的空腔；所述底板安装在箱体的底部；所述气泵固定在底板上；所述传感电路板固定在一铜块加工件上，所述铜块加工件固定在底板上；所述电路板固定在箱体的侧壁上；所述控制电路板安装在所述面板的内侧，所述面板上设有容许控制电路板上按键伸出的按键孔；所述箱体的侧壁上设有气体进口和气体出口，所述气体出口处设有接头，所述接头通过所述输气管道与测量杯连接。

优选地，所述底板为两块，所述气泵固定在其中一底板上；所述传感电路板固定在一铜块加工件上，所述铜块加工件固定在另一底板上。

优选地，所述气体进口处设有过滤装置。

优选地，所述气体进口处设有消声器。

优选地，所述外壳还包括箱盖，所述箱盖的一侧边安装在箱体上，所述箱盖可绕侧边旋转，盖合在箱体的顶部开口。

其中，所述面板上设有气压表。

其中，所述面板上设有控制气泡式水位计运行的按钮。

本发明的第二个方面是提供一种水体内含沙量检测方法，包括以下步骤：

步骤1，采用权利要求1～5中任意一项提供的气泡式水位计，在一个预定的水位h内，检测水位压强P，根据ρ_液gh＝P，计算得到水体密度ρ_液；

步骤2，假定水体中泥沙的百分含量为x％，根据公式ρ_水(1-x％)+ρ_沙x％＝ρ_液，ρ_水、ρ_沙已知，计算得到x％，则水体中的含沙量为ρ_液x％。

本发明采用面板与箱体配合形成容纳底板、电路板、传感电路板、气泵和控制电路板的空腔，该空腔同时起气罐作用，免除了气罐的使用，便于安装使用，测量精度高，抗振动，免维护，使用寿命长，可以用于江河、湖泊、潮汐、水库、地下水等自然水水域水位监测，也可以用于汛期城市洪水或内涝检测，如低洼地、排水口监测等，还可以用于辅助水处理作业，如城市供水、排污检测等。除了水位监测外，本发明提供的气泡式水位计还可以用于检测水体内含沙量。

附图说明

图1为本发明提供的气泡式水位计的爆炸图；

图2为本发明提供的气泡式水位计的侧视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本发明提供的气泡式水位计检测水位示意图：H为液面到气室高度，H1为基础海拔(常量)，H2为基础偏移高度，H(W_R)为相对液位，H(W_A)为绝对液位(海拔高度)，H(W_R)＝H+H2，H(W_A)＝H(W_R)+H1。

具体实施方式

下面参照附图，结合具体的实施例对本发明做进一步的描述，以更好地理解本发明。

参照图1-4，本发明提供了一种气泡式水位计，包括主机100、输气管道200和测量杯300，所述主机100包括外壳110、底板120、电路板130、传感电路板140、气泵150、控制电路板160和面板170。

所述外壳110包括顶部开口的箱体111和箱盖112，所述箱盖112的一侧边安装在箱体111上，所述箱盖112可绕侧边旋转，盖合在箱体111的顶部开口。

所述面板170安装在箱体111的顶部开口处，与箱体111配合形成容纳底板120、电路板130、传感电路板140、气泵150和控制电路板160的空腔。该空腔同时起气罐作用。

底板120为两个，两个底板120安装在箱体111的底部；所述气泵150固定在其中一底板120上；所述传感电路板140固定在一铜块加工件180上，所述铜块加工件180固定在另一底板120上；所述电路板160固定在箱体111的侧壁上；所述控制电路板140安装在所述面板170的内侧，所述面板170上设有容许控制电路板160上按键伸出的按键孔171；所述箱体111的侧壁上设有气体出口113和气体进口114，所述气体出口113处设有接头115，所述接头115通过所述输气管道200与测量杯300连接。

所述气体进口114处设有过滤装置和消声器116。

所述面板170上设有气压表172。

所述面板170上设有控制气泡式水位计运行的按钮173。

水位测定(参照附图4)：水位计将空气经过过滤装置过滤净化后，气泵将空气经气体进口处的单向阀进入面板170与箱体111配合形成空腔内，气体一部分经气体出口和输气管道输送至测量杯，气泵停止吹气时，气体进口关闭，测量杯被气体封住，从而形成一个密闭的连接传感电路板和水下测量杯的腔室。根据压力传递原理，，测量杯处所承受的压力经过输气管道传递到传感电路板上，传感电路板处的压力值减去大气压力值，即可得到测量杯处的净压值，从而可测量出水位值。

含沙量测定：在一个预定的水位h内，检测水位压强P，根据ρ_液gh＝P，计算得到水体密度ρ_液；假定水体中泥沙的百分含量为x％，根据公式ρ_水(1-x％)+ρ_沙x％＝ρ_液，ρ_水、ρ_沙已知，计算得到x％，则水体中的含沙量为ρ_液x％。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种气泡式水位计，其特征在于，包括主机、输气管道和测量杯，所述主机包括外壳、底板、电路板、传感电路板、气泵、控制电路板和面板；所述外壳包括顶部开口的箱体，所述面板与箱体配合形成容纳底板、电路板、传感电路板、气泵和控制电路板的空腔；所述底板安装在箱体的底部；所述气泵固定在底板上；所述传感电路板固定在一铜块加工件上，所述铜块加工件固定在底板上；所述电路板固定在箱体的侧壁上；所述控制电路板安装在所述面板的内侧，所述面板上设有容许控制电路板上按键伸出的按键孔；所述箱体的侧壁上设有气体进口和气体出口，所述气体出口处设有接头，所述接头通过所述输气管道与测量杯连接；所述底板为两块，所述气泵固定在其中一底板上；所述传感电路板固定在一铜块加工件上，所述铜块加工件固定在另一底板上。

2.根据权利要求1所述的气泡式水位计，其特征在于，所述气体进口处设有过滤装置。

3.根据权利要求1所述的气泡式水位计，其特征在于，所述气体进口处设有消声器。

4.根据权利要求1所述的气泡式水位计，其特征在于，所述外壳还包括箱盖，所述箱盖的一侧边安装在箱体上，所述箱盖可绕侧边旋转，盖合在箱体的顶部开口。

5.根据权利要求1所述的气泡式水位计，其特征在于，所述面板上设有气压表。

6.根据权利要求1所述的气泡式水位计，其特征在于，所述面板上设有控制气泡式水位计运行的按钮。

7.一种水体内含沙量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采用权利要求1～5中任意一项提供的气泡式水位计，在一个预定的水位h内，检测水位压强P，根据ρ_液gh＝P，计算得到水体密度ρ_液；

步骤2，假定水体中泥沙的百分含量为x％，根据公式ρ_水(1-x％)+ρ_沙x％＝ρ_液，ρ_水、ρ_沙已知，计算得到x％，则水体中的含沙量为ρ_液x％。