CN109282876A - 流动型液位高精度测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出流动型液位高精度测量系统，测量系统包括保护套管、浮标液位计、减震装置；所述浮标液位计包括浮球、测针和测尺；浮球与测量液体接触；所述测针以竖向的测针支杆支撑于浮球上并以测针的指示端指向测尺；所述测针支杆置于保护套管内的限位孔道中随浮球浮沉而上下移动；所述测针与减振装置相连；所述减振装置包括滑轮、配重件和旋转式磁阻尼器；所述配重件经滑轮以牵引索与测针相连并对测针施以向上的牵引力；所述旋转式磁阻尼器设于滑轮轮轴处；当浮球驱动测针上下移动使滑轮旋转时，所述旋转式磁阻尼器对滑轮轮轴施以阻尼力，所述阻尼力使滑轮平稳转动以使测针的移动平稳；本发明具有测量精度高，投资成本低，实用性和推广性强的特点。

Description

流动型液位高精度测量系统

技术领域

本发明涉及测量仪器技术领域，尤其是流动型液位高精度测量系统。

背景技术

在水电站架构中，量水堰用于监测大坝渗流量，为大坝安全提供重要指标；每月需人工测量量水堰的堰上水头，通过计算得到大坝渗流量。

原有测量方式是在堰上游安装水尺，通过读取水面处的水尺刻度作为堰上水头。该方式存在以下弊端：1、水尺长期浸泡于水中，产生锈蚀，导致水尺表面刻度不清晰、精度降低；2、廊道排水沟内水面高程低于路面，在读数时无法做到视线平行，造成测量误差，为尽可能保证视线平行，需要作业人员伏于地面观测，给测量工作造成不便；3、部分测点水位起伏过大，难以准确测读；4、廊道、船闸空腔光线昏暗，使用工作灯会使水面反光，难以准确测读，影响测量的精确性；5、对于漫堰或排水沟漏水等异常现象，不具备报警功能，难以及时发现、处理。

有鉴于此，申请人开展了流动型液位高精度测量系统的研究。流动型液位高精度测量系统创新性地将磁阻尼器和浮标水位计结合，并引入液位超限报警装置，实现流动型液位精确测量和液位超限报警功能。

发明内容

本发明提出流动型液位高精度测量系统，具有测量精度高，投资成本低，实用性和推广性强的特点。

本发明采用以下技术方案。

流动型液位高精度测量系统，所述测量系统包括保护套管、浮标液位计、减震装置；所述浮标液位计包括浮球、测针和测尺；所述浮球与测量液体接触；所述测针以竖向的测针支杆支撑于浮球上并以测针的指示端指向测尺；所述测针支杆置于保护套管内的限位孔道中随浮球浮沉而上下移动；所述测针与减振装置相连；所述减振装置包括滑轮、配重件和旋转式磁阻尼器；所述配重件经滑轮以牵引索与测针相连并对测针施以向上的牵引力；所述旋转式磁阻尼器设于滑轮轮轴处；当浮球驱动测针上下移动使滑轮旋转时，所述旋转式磁阻尼器对滑轮轮轴施以阻尼力，所述阻尼力使滑轮平稳转动以使测针的移动平稳。

所述配重件经一枚定滑轮以牵引索与测针相连；配重件重量小于浮球重量。

所述保护套管为竖向的中空方管；保护套管管腔内设有多片水平向的限位挡板；所述限位挡板中部均预留限位孔；多片限位挡板的限位孔设于同一竖向直线上形成对测针支杆限位的限位孔道。

所述测量系统还包括超限报警装置；所述超限报警装置包括上限定触点、下限定触点、动触点和报警电路；所述上限定触点、下限定触点设于限位孔道处且与报警电路相连；所述动触点位于测针支杆上且位于上限定触点、下限定触点之间；当测针支杆移动使动触点与上限定触点或下限定触点相接时，所述报警电路报警。

所述报警电路包括控制电路和动作电路；所述控制电路与上限定触点、下限定触点相连；控制电路包括电源和中间继电器的线圈触点；所述动作电路以声光报警器、电源、停止按钮和中间继电器的静触点串联而成；当动触点与上限定触点或下限定触点相接时，控制电路闭合通电，中间继电器线圈励磁以触发动作电路，使动作电路的声光报警器启动报警以持续发出超限报警信号。

所述报警电路还包括与中间继电器相连的警报消除按钮；当报警电路处于报警状态时，若警报消除按钮被触发，则中间继电器失电复位，报警电路停止报警动作。

所述测针的指示端和测尺表面均覆有蓄光涂层；所述蓄光涂层可蓄积光能并在黑暗环境下发光。

所述保护套管下端浸入测量液体内且浸入深度达到液体深度的三分之二。

所述测量系统的测量流程包括以下步骤；

A1、把浮球放入测量液体中，并向下移动浮球使动触点与下限定触点相接触，随即松开浮球；

A2、判断浮球下移过程是否出现阻塞；若有则执行后续步骤A3，若无则执行后续步骤A4；

A3、在有阻塞现象时，检查测量系统内是否有堵塞物、测针支杆是否弯曲变形以判定阻塞原因，解决阻塞问题后重新执行步骤A1；

A4、在无阻塞现象时，判断声光报警器是否发出报警，若无则执行后续步骤A5，若有则执行后续步骤A6；

A5、在报警功能失效时，通过检查电源电量是否充足、报警电路是否出现故障来排查故障；处理故障后重新执行步骤A1；

A6、判断测针指示端是否迅速稳定，若未迅速稳定，则执行后续步骤A7；若迅速稳定，则执行后续步骤A8；

A7、当测针指示端无法迅速稳定时，更换滑轮处的旋转式磁阻尼器，然后重新执行步骤A1；

A8、按压报警电路的警报消除按钮两次，使报警电路复位，然后记录测针的指示端所指示的测尺读数。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、测量过程高效快捷，减少测量时间，节约人力；

2、有效提高液位测量精度，提供一种测量流动型液位的方式；

3、具有超限报警功能，便于及时发现故障，减少经济损失；

4、结构简单，安装方便，总体投资小；

5、能广泛应用于其它有流动型液位测量需求的工程，具有较高的实用和推广价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的示意图；

附图2是本发明的超限报警装置的示意图；

附图3是测量流程的步骤示意图；

图中：1-浮球；2-下限定触点；3-动触点；4-配重件；5-滑轮；6-旋转式阻尼器；7-保护套管；8-测针指示端；9-测尺；10-超限报警装置；11-限位挡板；100-测针支杆；200-上限定触点；300-测针；400-限位孔；500-牵引索。

具体实施方式

如图1-2所示，流动型液位高精度测量系统，所述测量系统包括保护套管7、浮标液位计、减震装置；所述浮标液位计包括浮球1、测针300和测尺9；所述浮球与测量液体接触；所述测针以竖向的测针支杆100支撑于浮球上并以测针的指示端8指向测尺9；所述测针支杆置于保护套管内的限位孔道中随浮球浮沉而上下移动；所述测针与减振装置相连；所述减振装置包括滑轮5、配重件4和旋转式磁阻尼器6；所述配重件经滑轮以牵引索500与测针相连并对测针施以向上的牵引力；所述旋转式磁阻尼器设于滑轮轮轴处；当浮球驱动测针上下移动使滑轮旋转时，所述旋转式磁阻尼器对滑轮轮轴施以阻尼力，所述阻尼力使滑轮平稳转动以使测针的移动平稳。

所述配重件经一枚定滑轮以牵引索与测针相连；配重件重量小于浮球重量。

所述保护套管为竖向的中空方管；保护套管管腔内设有多片水平向的限位挡板11；所述限位挡板中部均预留限位孔400；多片限位挡板的限位孔设于同一竖向直线上形成对测针支杆限位的限位孔道。

所述测量系统还包括超限报警装置10；所述超限报警装置包括上限定触点200、下限定触点2、动触点3和报警电路；所述上限定触点、下限定触点设于限位孔道处且与报警电路相连；所述动触点位于测针支杆上且位于上限定触点、下限定触点之间；当测针支杆移动使动触点与上限定触点或下限定触点相接时，所述报警电路报警。

所述报警电路包括控制电路和动作电路；所述控制电路与上限定触点、下限定触点相连；控制电路包括电源和中间继电器的线圈触点；所述动作电路以声光报警器、电源、停止按钮和中间继电器的静触点串联而成；当动触点与上限定触点或下限定触点相接时，控制电路闭合通电，中间继电器线圈励磁以触发动作电路，使动作电路的声光报警器启动报警以持续发出超限报警信号。

所述报警电路还包括与中间继电器相连的警报消除按钮；当报警电路处于报警状态时，若警报消除按钮被触发，则中间继电器失电复位，报警电路停止报警动作。

所述测针的指示端和测尺表面均覆有蓄光涂层；所述蓄光涂层可蓄积光能并在黑暗环境下发光。

所述保护套管下端浸入测量液体内且浸入深度达到液体深度的三分之二。

所述测量系统的测量流程包括以下步骤；

A1、把浮球放入测量液体中，并向下移动浮球使动触点与下限定触点相接触，随即松开浮球；

A2、判断浮球下移过程是否出现阻塞；若有则执行后续步骤A3，若无则执行后续步骤A4；

A3、在有阻塞现象时，检查测量系统内是否有堵塞物、测针支杆是否弯曲变形以判定阻塞原因，解决阻塞问题后重新执行步骤A1；

A4、在无阻塞现象时，判断声光报警器是否发出报警，若无则执行后续步骤A5，若有则执行后续步骤A6；

A5、在报警功能失效时，通过检查电源电量是否充足、报警电路是否出现故障来排查故障；处理故障后重新执行步骤A1；

A6、判断测针指示端是否迅速稳定，若未迅速稳定，则执行后续步骤A7；若迅速稳定，则执行后续步骤A8；

A7、当测针指示端无法迅速稳定时，更换滑轮处的旋转式磁阻尼器，然后重新执行步骤A1；

A8、按压报警电路的警报消除按钮两次，使报警电路复位，然后记录测针的指示端所指示的测尺读数。

本例中，测针两端分别被配重件重力和浮球重力牵拉，配重件重量略小于浮球重量，使得测针能对浮球浮力迅速作出响应，而旋转式磁阻尼器会在滑轮快速旋转时施以较大的阻尼力，而在滑轮降速至低速旋转时则阻尼力也随之降低，从而能避免因波浪或紊流引发的测针震动，让测针在测量水位时快速达到稳定态。

Claims (9)

1.流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述测量系统包括保护套管、浮标液位计、减震装置；所述浮标液位计包括浮球、测针和测尺；所述浮球与测量液体接触；所述测针以竖向的测针支杆支撑于浮球上并以测针的指示端指向测尺；所述测针支杆置于保护套管内的限位孔道中随浮球浮沉而上下移动；所述测针与减振装置相连；所述减振装置包括滑轮、配重件和旋转式磁阻尼器；所述配重件经滑轮以牵引索与测针相连并对测针施以向上的牵引力；所述旋转式磁阻尼器设于滑轮轮轴处；当浮球驱动测针上下移动使滑轮旋转时，所述旋转式磁阻尼器对滑轮轮轴施以阻尼力，所述阻尼力使滑轮平稳转动以使测针的移动平稳。

2.根据权利要求1所述的流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述配重件经一枚定滑轮以牵引索与测针相连；配重件重量小于浮球重量。

3.根据权利要求1所述的流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述保护套管为竖向的中空方管；保护套管管腔内设有多片水平向的限位挡板；所述限位挡板中部均预留限位孔；多片限位挡板的限位孔设于同一竖向直线上形成对测针支杆限位的限位孔道。

4.根据权利要求3所述的流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述测量系统还包括超限报警装置；所述超限报警装置包括上限定触点、下限定触点、动触点和报警电路；所述上限定触点、下限定触点设于限位孔道处且与报警电路相连；所述动触点位于测针支杆上且位于上限定触点、下限定触点之间；当测针支杆移动使动触点与上限定触点或下限定触点相接时，所述报警电路报警。

5.根据权利要求4所述的流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述报警电路包括控制电路和动作电路；所述控制电路与上限定触点、下限定触点相连；控制电路包括电源和中间继电器的线圈触点；所述动作电路以声光报警器、电源、停止按钮和中间继电器的静触点串联而成；当动触点与上限定触点或下限定触点相接时，控制电路闭合通电，中间继电器线圈励磁以触发动作电路，使动作电路的声光报警器启动报警以持续发出超限报警信号。

6.根据权利要求5所述的流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述报警电路还包括与中间继电器相连的警报消除按钮；当报警电路处于报警状态时，若警报消除按钮被触发，则中间继电器失电复位，报警电路停止报警动作。

7.根据权利要求1所述的流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述测针的指示端和测尺表面均覆有蓄光涂层；所述蓄光涂层可蓄积光能并在黑暗环境下发光。

8.根据权利要求1所述的流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述保护套管下端浸入测量液体内且浸入深度达到液体深度的三分之二。

9.根据权利要求4所述的流动型液位高精度测量系统，其特征在于：所述测量系统的测量流程包括以下步骤；

A1、把浮球放入测量液体中，并向下移动浮球使动触点与下限定触点相接触，随即松开浮球；

A2、判断浮球下移过程是否出现阻塞；若有则执行后续步骤A3，若无则执行后续步骤A4；

A3、在有阻塞现象时，检查测量系统内是否有堵塞物、测针支杆是否弯曲变形以判定阻塞原因，解决阻塞问题后重新执行步骤A1；

A4、在无阻塞现象时，判断声光报警器是否发出报警，若无则执行后续步骤A5，若有则执行后续步骤A6；

A5、在报警功能失效时，通过检查电源电量是否充足、报警电路是否出现故障来排查故障；处理故障后重新执行步骤A1；

A6、判断测针指示端是否迅速稳定，若未迅速稳定，则执行后续步骤A7；若迅速稳定，则执行后续步骤A8；

A7、当测针指示端无法迅速稳定时，更换滑轮处的旋转式磁阻尼器，然后重新执行步骤A1；

A8、按压报警电路的警报消除按钮两次，使报警电路复位，然后记录测针的指示端所指示的测尺读数。