CN108645537A - 一种水位自适应表层水温测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水位自适应表层水温测量装置，包括底座、升降杆、伸缩杆、入水连接杆、第一配重块和浮漂，所述底座用于固定在岸边，所述升降杆的一端设置在所述底座上，所述升降杆与所述伸缩杆相交并固定连接，所述伸缩杆的一端与所述入水连接杆相交并固定连接，所述第一配重块设置在所述伸缩杆的另一端，所述浮漂具有通孔，所述入水连接杆穿过所述通孔，限位所述浮漂仅能相对于所述入水连接杆上下移动，所述浮漂下方连接有测温计。本发明的一个技术效果在于，可一次布设，长期监测水温，受水位变化影响小。
Description
技术领域
本发明属于环境监测领域，具体地说，涉及一种水位自适应表层水温测量装置。
背景技术
水温是水环境中关键水文要素之一。水温通过影响水体的物理化学性质(如溶解氧含量、水体密度、酸碱度等)，从而对水生生物的生长、繁殖、种类及群落结构等产生间接影响。因此，水温已成为水利工程、水生生态修复和水环境治理的必备观测内容。表层水温通常指水体0～1m范围内温度，观测位置根据不同水体和不同目的而确定。对于江河和主干渠道，要求在水流畅通，附近没有泉水、工业废水、城镇污水流入，并具有一定代表性的地方观测。对于湖泊、水库，一般在湖区、坝前以及出湖口和水库泄水建筑物的下游河道处观测。我国水文管理部门要求常设水文站进行表层水温观测，对重大水利工程(如水电大坝)和特定水文过程(如凌汛)的水温监测也在日益加强。就内陆水体表层水温观测而言，应用较为广泛的方法有人工手动观测法和观测井仪器自动观测法两类。两类方法均采用测温计对目标水体温度进行测量。人工手动观测需在观测时间节点，由观测人员人工抵近观测水域将测温计手动布置于水体中，然后读取并记录水温；观测井仪器自动观测法，则是采用垂线将带有记录功能的电子温度计放置在水文观测井中水面以下位置，周期性回收读取水温记录。人工手动观测法耗时、费力且数据不连续，已被逐步淘汰，观测井仪器自动观测法正逐渐成为主流观测手段。然而在实践过程中，观测井仪器自动观测法存在若干缺陷：①无水文观测井的位置无法进行观测，由于水文观测井施工难度大、造价昂贵、需专人看护，除专业水文站外，并无水文观测井构造，导致一些特殊目的观测断面无法采用此方法观测；②测温计悬挂垂线易与其他观测设备相互干扰，水文观测井的主要目的是用于测量水位变化，后期增设测温计采用垂线固定方式，在波浪扰动下易与水位观测仪吊线发生缠绕，影响水位观测结果；③受水位波动影响严重，由于其布设方式为固定式，水位涨落后，特别是大型水电站下游水位日变幅可达3-5m，导致测温计在水面下的相对位置发生改变，时而暴露于空气中，时而淹没在水位较深处，所测数据并非真实表层水温。
因此，有必要提供一种水位自适应表层水温测量装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种水位自适应表层水温测量装置。
根据本发明的一个方面，公开了一种水位自适应表层水温测量装置，包括底座、升降杆、伸缩杆、入水连接杆、第一配重块和浮漂，所述底座用于固定在岸边，所述升降杆的一端设置在所述底座上，所述升降杆与所述伸缩杆相交并固定连接，所述伸缩杆的一端与所述入水连接杆相交并固定连接，所述第一配重块设置在所述伸缩杆的另一端，所述浮漂具有通孔，所述入水连接杆穿过所述通孔，限位所述浮漂仅能相对于所述入水连接杆上下移动，所述浮漂下方连接有测温计。
可选地，所述浮漂为一端为锐角的船型结构。
可选地，所述入水连接杆远离所述伸缩杆的另一端设置有防脱挡板，所述防脱挡板的直径大于所述浮漂通孔的直径。
可选地，所述入水连接杆远离所述伸缩杆的另一端设置有第二配重块。
可选地，所述升降杆或/和所述伸缩杆为中空套筒结构，内部设置有齿轮顶杆，外部设置有控制转盘，控制所述齿轮顶杆。
可选地，所述入水连接杆具有伸缩调节结构，使得所述入水连接杆设置有浮漂的一端相对于所述升降杆能够伸缩。
可选地，所述升降杆与所述底座转动连接。
可选地，所述伸缩杆位于所述升降杆两端之间，所述第一配重块通过钢索与所述伸缩杆连接，所述伸缩杆远离所述入水连接杆的一端设置有定滑轮，所述钢索的一端固定在所述伸缩杆连接所述入水连接杆的一端，穿过所述升降杆远离所述底座的一端，滑动设置在定滑轮上，所述钢索的另一端与第一配重块连接。
可选地，所述测温计距离所述浮漂的距离为0-1m。
可选地，所述浮漂的通孔直径大于所述入水连接杆的直径2-4cm。
与现有技术相比，本发明的一个技术效果在于，可一次布设，长期监测水温，受水位变化影响小。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一些实施例的结构示意图；
图2是本发明一些实施例中底座的结构示意图；
图3是本实用一些实施例中浮漂的结构示意图；
图4是本实用一些实施例中浮漂的剖面结构示意图
图5是本实用一些实施例中升降杆的局部结构示意图；
图6是本实用一些实施例中伸缩杆的局部结构示意图；
图7是本实用一些实施例中配重支架的结构示意图。
图中：1底座，2升降杆，21控制转盘，3伸缩杆，4入水连接杆，5第一配重块，6浮漂，61通孔，7防脱挡板，8配重支架，9钢索。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明提供的一种水位自适应表层水温测量装置，如图1-2中所示的，包括底座1、升降杆2、伸缩杆3、入水连接杆4、第一配重块5和浮漂6。所述底座1用于固定在岸边，为整个测量装置提供支撑基础。所述升降杆2的一端设置在所述底座1上。所述升降杆2与所述伸缩杆3相交并固定连接，通常是相互垂直的。所述升降杆2能够调整所述伸缩杆3的相对高度。所述伸缩杆3的一端与所述入水连接杆4相交并固定连接，通常也是相互垂直的，但本领域技术人员也可以理解，根据设置位置的关系，也不一定必须垂直，使用其他角度也是可以的，这并不是对本发明的限制。所述第一配重块5设置在所述伸缩杆3的另一端，用于平衡所述伸缩杆3两边的重量，保持整个装置的平衡性。所述浮漂6上具有通孔61，通常位于中央位置。所述浮漂6利用浮力位于水面之上，所述入水连接杆4穿过所述通孔61伸入水中，限位所述浮漂6仅能相对于所述入水连接杆4上下移动，不能随着水流平面位移。在所述浮漂6下方设置有测温计，使得所述测温计始终保持位于水中，并且相对水面的深度不变或者变化小，测量精度高。所述温度计通常为电子测温计，依据需求可选择装配不同型号，如Oneset公司制造的Hobo系列，U20、U22及UTBI等自动连续测温设备。采用上述技术方案，水位自适应表层水温测量装置相对人工监测，可一次布设，长期监测水温；具有结构简单、施工方便、造价低廉和适宜大范围推广的优点；对于水库、电站等出水口水位变幅剧烈水域，可实现不受水位变化影响的定点表层水温监测；同时，入水部分可根据需要挂载一个或多个各类型电子测温仪及水环境自动监测设备，成为水质监测仪器平台。
在一些实施例中，如图3-4中所示的，所述浮漂6的形状为船型流体外观设计的中空结构，前端呈现为锐角，其船型流体结构在水流作用下，保持前端始终面朝来水方向，防止其自旋转干扰电子测温计的稳定性及测量精度。进一步，所述浮漂6采用塑料材料制成，能够有效的减轻重量，可以选取具有抗压、抗老化等性质的塑料材料制成。
在一些实施例中，如图4中所示的，所述浮漂6的下端设置有挂载机构，用于设置所述测温计。所述挂载结构可以是挂钩等结构。
在一些实施例中，如图1中所示的，所述入水连接杆4远离所述伸缩杆3的另一端设置有防脱挡板7，所述防脱挡板7的直径大于所述浮漂6通孔61的直径。能够防止当水位发生剧烈变化，低于入水连接杆4的最下端时，所述浮漂6也低于入水连接杆4的最下端，入水连接杆4失去对所述浮漂的限位功能。通过防脱挡板7的设置，即使水位低于入水连接杆4的最下端，所述浮漂6也不会与所述入水连接杆4分离，使得本发明在使用时，还具有无需看守，避免水面作业风险的优势。
在一些实施例中，如图1中所示的，所述入水连接杆4远离所述伸缩杆3的另一端设置有第二配重块，一方面用于平衡重量，另一方面起到悬坠作用，保障入水结构的稳定。
在一些实施例中，如图1和5-6中所示的，所述升降杆2或/和所述伸缩杆3为中空套筒结构，内部设置有齿轮顶杆，外部设置有控制转盘21，控制所述齿轮顶杆，使得其能够根据需要调整长度，例如控制升降杆2升高、降低高度，便于控制入水连接杆4的入水与脱离水面；控制伸缩杆3的伸出或者缩回，控制入水连接杆4距离岸边的距离；或者其组合使用，本发明对此并不限制。所述控制转盘21可以是手动转盘，也可以是采用电机驱动的电动转盘，本发明对此并不限制。
在一些实施例中，所述入水连接杆4具有伸缩调节结构，使得所述入水连接杆4设置有浮漂6的一端相对于所述升降杆2能够伸缩，同样可以采用上述结构，用于控制入水深度，没入深度根据需要进行调整，通常大于最高水位与最低水位波动范围，以及便于收回。
在一些实施例中，所述入水连接杆4采用316L无缝不锈钢管制作而成。
在一些实施例中，所述升降杆2与所述底座1转动连接。可以便于将入水连接杆3旋转至岸边，方便读取电子测温计水温读数以及对各入水部件进行日常检修维护。所述转动角度优选为180°左右。
在一些实施例中，所述伸缩杆3位于所述升降杆2两端之间，所述第一配重块5通过钢索9与所述伸缩杆3连接，所述伸缩杆3远离所述入水连接杆4的一端设置有定滑轮，所述钢索9的一端固定在所述伸缩杆3连接所述入水连接杆4的一端，穿过所述升降杆2远离所述底座1的一端，滑动设置在定滑轮上，所述钢索9的另一端与第一配重块5连接。能够将所述配重质量尽可能的通过本发明的结构设计转变为作用在升降杆2的力，减轻伸缩杆3上的作用力，防止作用力过大而导致其被折弯，并且不阻碍其伸缩功能。当其相互垂直，并且伸缩杆3是竖直设置的，那么配重块的力会被转换为作用在伸缩杆3上垂直于底面的力，作用力均被伸缩杆3的长度方向承受，这个方向上伸缩杆3的承受能力也是最强的，保持了整个结构的稳定性。
在一些实施例中，所述第一配重块和第二配重块均通过如图7中所示的配重支架8设置在本装置中，使用所述配重支架8能够使得第一配重块和第二配重块的质量可调，通过配重支架8两端的螺栓将第一配重块和第二配重块固定在支架上，然后根据需要调整安装的配重块的数量来调整质量，两端中间的中心点与钢索9或者入水连接杆4连接。进一步的，所述防脱挡板7可以就是如图中所示的配重支架8。
在一些实施例中，所述测温计距离所述浮漂6的距离为0-1m，可以根据需要进行调整。进一步的，所述浮漂6可根据测量深度和梯度需要，布设1～8个水温测量仪，达到同一测深相互校核、或者是不同深度水温测量或备份测量作用。
在一些实施例中，所述浮漂6的通孔61直径大于所述入水连接杆4的直径4cm以上。足够的间隙能够保证受水流冲击及部件安装工差所致入水连接杆4不能保持入水角度垂直时，依靠浮漂6浮力及测温计重量，仍能保持测温探头准确测量0～1m水深水温。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定成分或方法。本领域技术人员应可理解，不同地区可能会用不同名词来称呼同一个成分。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分成分的方式。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，包括底座、升降杆、伸缩杆、入水连接杆、第一配重块和浮漂，所述底座用于固定在岸边，所述升降杆的一端设置在所述底座上，所述升降杆与所述伸缩杆相交并固定连接，所述伸缩杆的一端与所述入水连接杆相交并固定连接，所述第一配重块设置在所述伸缩杆的另一端，所述浮漂具有通孔，所述入水连接杆穿过所述通孔，限位所述浮漂仅能相对于所述入水连接杆上下移动，所述浮漂下方连接有测温计。
2.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述浮漂为一端为锐角的船型结构。
3.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述入水连接杆远离所述伸缩杆的另一端设置有防脱挡板，所述防脱挡板的直径大于所述浮漂通孔的直径。
4.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述入水连接杆远离所述伸缩杆的另一端设置有第二配重块。
5.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述升降杆或/和所述伸缩杆为中空套筒结构，内部设置有齿轮顶杆，外部设置有控制转盘，控制所述齿轮顶杆。
6.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述入水连接杆具有伸缩调节结构，使得所述入水连接杆设置有浮漂的一端相对于所述升降杆能够伸缩。
7.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述升降杆与所述底座转动连接。
8.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述伸缩杆位于所述升降杆两端之间，所述第一配重块通过钢索与所述伸缩杆连接，所述伸缩杆远离所述入水连接杆的一端设置有定滑轮，所述钢索的一端固定在所述伸缩杆连接所述入水连接杆的一端，穿过所述升降杆远离所述底座的一端，滑动设置在定滑轮上，所述钢索的另一端与第一配重块连接。
9.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述测温计距离所述浮漂的距离为0-1m。
10.根据权利要求1所述的水位自适应表层水温测量装置，其特征在于，所述浮漂的通孔直径大于所述入水连接杆的直径2-4cm。
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