CN109781074B - 航道疏浚用测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开航道疏浚用测量装置及测量方法，属于水利设备技术领域，本发明的装置包括测量尺，测量尺一侧设有与水面移动平台连接的连接架，测量尺中部开设条状滑移槽，滑移槽内竖直设置可升降的透明管，测量尺上表面的透明管侧壁配合连接直径大于滑移槽的卡箍，透明管表面设有刻度线，透明管内放置有随管内水体高度漂浮的浮块，透明管上部贯通，底部设有带通孔的封板，透明管内底部通过弹性绳连接柱状浮子，浮子上下端为锥台状，上下锥面贯穿流通孔。本发明的测量数据不受波浪影响，测量数据真实，测量装置使用寿命长，安装方便，成本低。

Description

航道疏浚用测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于水利设备技术领域，具体涉及一种航道疏浚用测量装置及测量方法。

背景技术

航道，是指在江、河、湖、海等水域中，为船舶航行所规定或设置（包括建设）的船舶航行通道。航道设置航行标志，以保证船舶安全航行。航道划分为不同的等级，并分别规定有最小航道水深、宽度、曲率半径及在水面以上的净空尺度。航道可分为天然航道和人工航道两类。然而现有的水位测量水尺大部分为立在水中的带有刻度的立柱，观察水面与刻度尺的界面处，以获得水位的数值。由于波浪的影响，水面与刻度尺的界面位置是上、下波动的，这种波动的幅度大小及周期是无规律的，观察者只能靠经验估算波动幅度的平均值，来确定水位。这种确定水位的方受波浪的影响很大，因而误差也较大。这种误差较大的水位数值，直接影响到河道整治的科学性和合理性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将测量参照物内置处理，不受波浪或涡流影响产生误差，测量部件抗水流、风流的稳定性高无共振现象，测量数据真实，测量装置使用寿命长的航道疏浚用测量装置及测量方法。

本发明为实现上述目的，所采取的技术方案为：航道疏浚用测量装置，包括测量尺，测量尺一侧设有与水面移动平台连接的连接架，测量尺中部开设条状滑移槽，滑移槽内竖直设置可升降的透明管，测量尺上表面的透明管侧壁配合连接直径大于滑移槽的卡箍，透明管表面设有刻度线，透明管内放置有随管内水体高度漂浮的浮块，透明管上部贯通，底部设有带通孔的封板，透明管内底部通过弹性绳连接柱状浮子，浮子上下端为锥台状，上下锥面贯穿流通孔。

本发明通过设计测量尺和可相对测量尺升降的透明管对疏浚航道的宽度以及深度进行测量，所设计的透明管将参照物浮块放置于透明管的管内，水面波浪的流动对浮块影响性降低，解决了测量过程中航道深度测量受波浪影响存在误差的问题，在透明管底部设计的浮子对其底部进入的水流具有缓流效果，特别是当进流速度较大对浮块浮动影响较大时，浮子在缓流过程中流体经过其锥台起到引导流体作用避免管内出现涡流，同时流体经过锥台表面流经通孔可向上产生竖直流线的水流平衡管内的主流区水流和低能流体之间流动特性，消除涡流产生，实现浮块在透明管内的稳定性。

进一步的，透明管底部的封板底面连接有滚轮，用于透明管在水底的移动，同时滚轮长度与透明管上的刻度对应设置。

进一步的，测量尺下方的透明管上通过轴承连接有同轴的缓冲构件，利用水流作用带动缓冲构件对流经水流冲击力起到缓流作用，并在物体撞击时旋转状态下的缓冲构件同样具有一定的缓冲作用，对透明管起到保护作用。

进一步的，缓冲构件包括柱桩的柱体，柱体内开设与轴承配合连接的配合通孔，柱体表面螺旋连接有螺旋条，螺旋条上均设内凹的凹弧面，凹弧面上设有不贯通的水流孔。本发明通过在透明管上设置缓冲构件可增强透明管在水中的重心稳定性，以避免透明管在水中发生倾斜导致数据偏差，缓冲构件的螺旋条可降低作用于透明管的水体冲击，利用可旋转的螺旋条对水流冲击力进行分化，少量水体进入水流孔进行填充以增加整个构件的重量，使其形成螺旋向下水流对透明管具有下压作用进一步提高透明管的重心稳定，解决航道深度测量过程中水中测量物受水流作用倾斜导致数据偏差的问题，并且转动的缓冲构件产生的螺旋水体对透明管表面具有一定的清洁作用，还通过在螺旋条上设置凹弧面使其在旋转过程中具有一定的切割效果来防止水草缠绕。

进一步的，测量尺两侧面连接有同一测量方向的伸缩尺，用于辅助测量航道宽度，例如测量尺相对航道宽度其长度不够时通过伸缩尺来满足测量需求。

进一步的，连接架上具有与水面移动平台装配用的安装孔，用于连接架与水面移动平台或其他部件设备的连接，例如CCD摄像机等、连接架两侧与测量尺两端之间连接有张紧钢绳，用于提高测量尺的稳定性，配合滑移槽避免气流经过测量尺与测量尺产生共振，破坏测量尺或测量数据精准性。

进一步的，连接架上具有一风速仪，用于测量本航道疏浚用测量装置在使用过程中其经过的空气流速，适时调整，避免测量尺在振动较大的情况下进行测量，导致疏浚真实性降低。

进一步的，透明管与卡箍连接处设有防滑垫，用于提高透明管与卡箍之间的摩擦性，防止透明管产生滑移。

进一步的，测量尺各端面交接处具有倒角，测量尺上与滑移槽平行的两侧均具有内凹的弧槽，用于对面向测量尺方向流动的气流起到引流作用，以减小风阻，防止测量尺与气流产生共振，影响测量数据准确，弧槽和倒角的设计还可减少测量尺的用料，起到降低成本的作用。

进一步的，浮块表面涂覆有荧光涂层，用于提高浮块作为参照物的辨识度，浮块厚度在0.5-5cm之间，用于保证测量数据精准性。

进一步的，浮子直径为透明管内径的70%~90%，经试验测试，在此范围内的浮子的缓流与水流平衡效果最优。

进一步的，测量尺上下尺面均划有刻度线，用于测量尺寸，例如航道宽度或透明管相对上一测量位置的位移量，测量尺材质为透明塑料或金属，当选择透明塑料时较省材料和成本，也便于观测，当选择金属时有效提高测量尺的使用寿命和减振效果。

航道疏浚用测量装置的测量方法，步骤如下：

1）安装连接架至水面移动平台；

2）通过卡箍控制透明管接触至水底，根据浮块读水深；

3）将透明管在滑移槽内平移，分别测量不同位置的水深；

4）测量尺测量航道宽度，伸缩尺辅助测量。

本发明在完成一定点的航道深度测量后移动透明管对另一定点进行航道深度测量使测量数据更加可靠，利用透明管在滑移槽内的移动便可测量航道的宽度，倘若测量尺长度不够通过伸缩尺进行辅助测量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过设计测量尺和可相对测量尺升降的透明管对疏浚航道的宽度以及深度进行测量，所设计的透明管将参照物浮块放置于透明管的管内，水面波浪的流动对浮块影响性降低，解决了测量过程中航道深度测量受波浪影响存在误差的问题，在透明管底部设计的浮子对其底部进入的水流具有缓流效果，实现浮块在透明管内的稳定性。

本发明通过上述技术方案提供一种航道疏浚用测量装置及测量方法，弥补了现有技术的不足，设计合理，使用方便，成本低廉。

附图说明

图1为本发明的一种航道疏浚用测量装置的结构示意图；

图2为本发明的透明管剖视图；

图3为本发明的缓冲构件结构示意图；

图4为本发明的浮子结构示意图；

图5为本发明的测量尺局部示意图；

附图标记说明：10.测量尺；11.滑移槽；12.弧槽；20.伸缩尺；30.连接架；31.安装孔；32.风速仪；40.张紧钢绳；50.透明管；51.卡箍；52.滚轮；53.浮块；54.浮子；54a.流通孔；55.弹性绳；60.缓冲构件；61.柱体；62.配合通孔；63.螺旋条；64.水流孔；65.凹弧面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1-5所示，航道疏浚用测量装置，包括测量尺10，测量尺10一侧设有与水面移动平台连接的连接架30，测量尺10中部开设条状滑移槽11，滑移槽11内竖直设置可升降的透明管50，测量尺10上表面的透明管50侧壁配合连接直径大于滑移槽11的卡箍51，透明管50表面设有刻度线，透明管50内放置有随管内水体高度漂浮的浮块53，透明管50上部贯通，底部设有带通孔的封板，透明管50内底部通过弹性绳55连接柱状浮子54，浮子54上下端为锥台状，上下锥面贯穿流通孔54a。

本发明通过设计测量尺10和可相对测量尺10升降的透明管50对疏浚航道的宽度以及深度进行测量，所设计的透明管50将参照物浮块53放置于透明管50的管内，水面波浪的流动对浮块53影响性降低，解决了测量过程中航道深度测量受波浪影响存在误差的问题，在透明管50底部设计的浮子54对其底部进入的水流具有缓流效果，特别是当进流速度较大对浮块53浮动影响较大时，浮子54在缓流过程中流体经过其锥台起到引导流体作用避免管内出现涡流，同时流体经过锥台表面流经通孔54a可向上产生竖直流线的水流平衡管内的主流区水流和低能流体之间流动特性，消除涡流产生，实现浮块53在透明管50内的稳定性。

透明管50底部的封板底面连接有滚轮52，用于透明管50在水底的移动，同时滚轮52长度与透明管50上的刻度对应设置。

测量尺10下方的透明管50上通过轴承连接有同轴的缓冲构件60，利用水流作用带动缓冲构件60对流经水流冲击力起到缓流作用，并在物体撞击时旋转状态下的缓冲构件60同样具有一定的缓冲作用，对透明管起到保护作用。

缓冲构件60包括柱桩的柱体61，柱体61内开设与轴承配合连接的配合通孔62，柱体61表面螺旋连接有螺旋条63，螺旋条63上均设内凹的凹弧面65，凹弧面65上设有不贯通的水流孔64。本发明通过在透明管50上设置缓冲构件60可增强透明管50在水中的重心稳定性，以避免透明管50在水中发生倾斜导致数据偏差，缓冲构件60的螺旋条63可降低作用于透明管50的水体冲击，利用可旋转的螺旋条63对水流冲击力进行分化，少量水体进入水流孔64进行填充以增加整个构件的重量，使其形成螺旋向下水流对透明管50具有下压作用进一步提高透明管50的重心稳定，解决航道深度测量过程中水中测量物受水流作用倾斜导致数据偏差的问题，并且转动的缓冲构件60产生的螺旋水体对透明管50表面具有一定的清洁作用，还通过在螺旋条63上设置凹弧面65使其在旋转过程中具有一定的切割效果来防止水草缠绕。

测量尺10两侧面连接有同一测量方向的伸缩尺20，用于辅助测量航道宽度，例如测量尺10相对航道宽度其长度不够时通过伸缩尺20来满足测量需求。

连接架30上具有与水面移动平台装配用的安装孔31，用于连接架30与水面移动平台或其他部件设备的连接，例如CCD摄像机等、连接架30两侧与测量尺10两端之间连接有张紧钢绳40，用于提高测量尺10的稳定性，配合滑移槽11避免气流经过测量尺10与测量尺10产生共振，破坏测量尺10或测量数据精准性。

连接架30上具有一风速仪32，用于测量本航道疏浚用测量装置在使用过程中其经过的空气流速，适时调整，避免测量尺10在振动较大的情况下进行测量，导致疏浚真实性降低。

透明管50与卡箍51连接处设有防滑垫，用于提高透明管50与卡箍51之间的摩擦性，防止透明管50产生滑移。

测量尺10各端面交接处具有倒角，测量尺10上与滑移槽11平行的两侧均具有内凹的弧槽12，用于对面向测量尺10方向流动的气流起到引流作用，以减小风阻，防止测量尺10与气流产生共振，影响测量数据准确，弧槽12和倒角的设计还可减少测量尺10的用料，起到降低成本的作用。

浮块53表面涂覆有荧光涂层，用于提高浮块53作为参照物的辨识度，浮块53厚度在0.5-5cm之间，用于保证测量数据精准性。

浮子54直径为透明管50内径的70%~90%，经试验测试，在此范围内的浮子54的缓流与水流平衡效果最优。

测量尺10上下尺面均划有刻度线，用于测量尺寸，例如航道宽度或透明管50相对上一测量位置的位移量，测量尺10材质为透明塑料或金属，当选择透明塑料时较省材料和成本，也便于观测，当选择金属时有效提高测量尺10的使用寿命和减振效果。

实施例2：

本发明的缓冲构件60各部件表面涂覆有耐磨涂料，该涂料由以下成分及重量份制成：聚酯50-60份、异氰酸酯10-15份、二苯基甲酰肼3-5份、对甲苯磺酸钠2-3份、聚乙烯醇缩丁醛1-5份、二硫化碳0.2-1 .0份、乳化硅油0.2-1 .0份、苯乙烯25-35份。

该涂料的制备方法为：将二氧化碳、对甲苯磺酸钠和聚乙烯醇缩丁醛搅拌均匀，以140℃温度加热7min，得混合料A备用，然后将聚酯为、异氰酸酯、二苯基甲酰肼混合后加热至63℃，以700r/min的速度搅拌20min，再加入混合料A，混合均匀，缓慢加入乳化硅油和苯乙烯，放入高速混合机中混合充分，得耐磨涂料，将耐磨涂料涂覆至缓冲构件60各部件表面形成耐磨涂层。本发明在耐磨涂料中通过加入对甲苯磺酸钠、聚乙烯醇缩丁醛，利用其在涂料高速混合过程中将其粒子分散到聚酯中杂化涂料，破坏涂料在高速混合过程中产生的团聚现象，同时聚酯与苯乙烯的相容性也相应提高，提高涂料具备疏水性能，本发明所制备的耐磨涂料具备优异的流平性和耐磨效果，在中低温条件下可快速固化。

实施例3：

航道疏浚用测量装置的测量方法，步骤如下：

1）安装连接架30至水面移动平台，具体的通过螺栓或螺钉配合安装孔31将连接架30安装至水面移动平台上。

2）通过卡箍51控制透明管50接触至水底，根据浮块53相对透明管50上的刻度读取水深，

3）某一位置的航道水深测量完成后，将透明管50在滑移槽11内平移，分别测量不同位置的水深，

4）测量尺10测量航道宽度，伸缩尺20辅助测量。

本发明的浮块53厚度包括但不限于0 .5-5cm，还可以是0 .5cm或0 .51cm或0.52cm或0 .53cm或0 .54cm或0 .55cm…… 或4 .9cm或5cm；浮子54直径包括但不限于透明管50内径的70%~90%，还可以是70%或71%或72%或73%或74%或75%或76%…… 或89%或90%。

本发明中所采用的伸缩尺20包括但不限于卷尺，本发明的风速仪32包括但不限于品牌为建大仁科生产的数字式风速仪，型号为RS-RS，至于滚轮、浮块、卡箍等应为本领域技术人员所知晓，在此不再详细赘述。

本发明的实施方式不限于上例，还有很多等功能代换结构，只要采用本发明的技术思路的所有技术方案均属本发明的保护范围。

Claims (7)

1.航道疏浚用测量装置，包括测量尺（10），所述测量尺（10）一侧设有与水面移动平台连接的连接架（30），所述测量尺（10）中部开设条状滑移槽（11），所述滑移槽（11）内竖直设置可升降的透明管（50），所述测量尺（10）上表面的透明管（50）侧壁配合连接直径大于滑移槽（11）的卡箍（51），其特征在于：所述透明管（50）表面设有刻度线，透明管（50）内放置有随管内水体高度漂浮的浮块（53），所述透明管（50）上部贯通，底部设有带通孔的封板，所述透明管（50）内底部通过弹性绳（55）连接柱状浮子（54），所述浮子（54）上下端为锥台状，上下锥面贯穿流通孔（54a）；所述透明管（50）底部的封板底面连接有滚轮（52）；所述测量尺（10）下方的透明管（50）上通过轴承连接有同轴的缓冲构件（60）；所述缓冲构件（60）包括柱桩的柱体（61），所述柱体（61）内开设与轴承配合连接的配合通孔（62），所述柱体（61）表面螺旋连接有螺旋条（63），所述螺旋条（63）上均设内凹的凹弧面（65），所述凹弧面（65）上设有不贯通的水流孔（64）。

2.根据权利要求1所述的航道疏浚用测量装置，其特征在于：所述测量尺（10）两侧面连接有同一测量方向的伸缩尺（20）。

3.根据权利要求1所述的航道疏浚用测量装置，其特征在于：所述连接架（30）上具有与水面移动平台装配用的安装孔（31），所述连接架（30）两侧与测量尺（10）两端之间连接有张紧钢绳（40）。

4.根据权利要求1所述的航道疏浚用测量装置，其特征在于：所述连接架（30）上具有一风速仪（32）。

5.根据权利要求1所述的航道疏浚用测量装置，其特征在于：所述透明管（50）与卡箍（51）连接处设有防滑垫。

6.根据权利要求1所述的航道疏浚用测量装置，其特征在于：所述测量尺（10）各端面交接处具有倒角，测量尺（10）上与滑移槽（11）平行的两侧均具有内凹的弧槽（12）。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的航道疏浚用测量装置的测量方法，其特征在于以下步骤：

1）安装连接架（30）至水面移动平台；

2）通过卡箍（51）控制透明管（50）接触至水底，根据浮块（53）读水深；

3）将透明管（50）在滑移槽（11）内平移，分别测量不同位置的水深；

4）测量尺（10）测量航道宽度，伸缩尺（20）辅助测量。

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