CN110031050A - 一种天然河道流量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种天然河道流量测量装置,属于自动化数据测量技术领域。本发明包括三角钢桁架、工字型导轨、限位开关、三角滑轮、平台、雷达表面流速仪、铅鱼、电机、上位机。本发明增强了铅鱼在测量过程中的稳定性,提高了测流的精度;无需进行垂直修正,简化测流操作步骤;克服传统钢绳缆道测流方式存在的抖动问题,提高了测流的精度;在平台上安装雷达表面流速仪,有利于转子流速仪与雷达表面流速仪同时测流;三角钢桁架及工字型导轨共同组成的结构相对于传统的钢绳导轨更加稳固安全,提高了测流过程的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然河道流量测量装置,属于自动化数据测量技术领域。
背景技术
我国国土面积辽阔,地形复杂,导致我国河流众多,加之气候变化差异,导致了我国水文情况复杂多样,做好流速数据收集处理工作对生产、防灾具有重大意义。传统的天然河道流量测量装置采用钢绳作为导轨,这种导轨稳定性差,对流量的测量精度造成影响;测流时还需要进行垂直修正,操作繁琐;在测流过程中还存在抖动问题;钢绳缆道容易磨损,存在一定的安全隐患,需要增加一定的额外安全措施,因此在实际操作过程中比较复杂,测流效率低,增加了工作人员的测流难度;加之在雨季河流流量较大及河流中漂浮物较多等情况下,传统的转子流速仪因铅鱼无法入水而导致无法测流,减少了测流装置的使用场景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:用于解决传统钢绳缆道流量测量装置在测流过程中出现的缆道易晃动稳定性差、测流时需要垂直修正、测流时易抖动、钢绳缆道磨损安全性低、转子流速仪与雷达表面流速仪无法同时测量使用场景少等问题。
本发明技术方案是:一种天然河道流量测量装置,包括三角钢桁架1、工字型导轨2、限位开关3、三角滑轮4、平台5、雷达表面流速仪6、铅鱼7、电机Ⅰ8、电机Ⅱ9、上位机;三角钢桁架1安装在河面上,工字型导轨2焊接在三角钢桁架1的底部,限位开关3安装在工字型导轨2两端,三角滑轮4安装于工字型导轨2的滑轨上,平台5焊接在三角滑轮4的支撑臂上,雷达表面流速仪6安装在平台5上,三角滑轮4及铅鱼7均通过钢绳与电机Ⅰ8相连,且连接铅鱼7的钢绳先穿过三角滑轮4后再与电机Ⅰ8相连,通过电机Ⅰ8旋转来控制钢绳的循环移动,实现三角滑轮4的前进与后退,进而控制铅鱼7的前进后退动作;通过电机Ⅱ9收放钢绳进而实现铅鱼7的上下动作;限位开关3与上位机相连,上位机再与电机Ⅰ8、电机Ⅱ9相连。
进一步地,所述三角滑轮4包括五个滑轮、滑轮支架;五个滑轮轮均安装在滑轮支架上,其中两个滑轮采用卡扣式的安装方式安装在工字型导轨2的滑轨上,另外两个滑轮平行的安装在滑轮支架中间部位,且与工字型导轨2的滑轨平行,最后一个滑轮安装在滑轮支架的最下面,五个滑轮的连线组成一个三角形;
所述三角滑轮4通过钢绳与电机Ⅰ8相连,其中,钢绳的一端连接在三角滑轮4的滑轮支架上,依次穿过设置在河岸一侧的滑轮、平行的安装在滑轮支架中间部位的两个滑轮、设置在河岸另一侧的滑轮后再与电机Ⅰ8相连;通过电机Ⅰ8的旋转牵引钢绳循环移动,实现三角滑轮4前进后退,进而控制铅鱼7的前进及后退动作;
所述铅鱼7也通过钢绳与电机Ⅰ8相连,其中钢绳的一端连接在铅鱼7上,再依次穿过安装在滑轮支架的最下面的那一个滑轮、设置在河岸边的滑轮后再与电机Ⅰ8相连;且连接铅鱼7和电机Ⅰ8的钢绳上设置有动滑轮10,牵引绳11一端连接动滑轮10,再穿过设置在河岸边的一个滑轮后与电机Ⅱ9连接;通过电机Ⅱ9旋转牵引钢绳收放,进而对与铅鱼7相连的钢绳进行收放控制,实现铅鱼的上升与下降。
进一步地,所述三角钢桁架1通过河流两岸的固定装置安装在河面上。
进一步地,所述三角钢桁架1采用倒三角的方式安装在河流两岸的固定装置上。
进一步地,所述三角滑轮4采用卡扣式的安装方式安装在工字型导轨2的滑轨上。
进一步地,所述工字型导轨2的两端有凹槽,限位开关3安装在工字型导轨2两端的凹槽内。
进一步地,所述平台5垂直焊接在三角滑轮4的支撑臂上。
本发明的有益效果是:
1、由于采用三角钢桁架1及工字型导轨2作为三角滑轮4的支撑结构,相对于传统的钢绳缆道,具有不易晃动、稳定性高、测量精度高等优点;
2、相比于传统的钢绳缆道,无需进行垂直修正,简化测流操作步骤;
3、相比于传统的钢绳缆道,克服传统钢绳缆道测流方式存在的抖动问题;
4、由于采用三角钢桁架1及工字型导轨2作为缆道,相比于传统的钢绳缆道,其不易磨损,安全性较高;
5、由于在三角滑轮4的支撑臂上焊接有平台5,平台5上可以安装雷达表面流速仪,相对于传统的流量测量装置,即实现了水上水下流速的同步测量,也可以实现在水情复杂铅鱼无法入水的情况下单独使用雷达表面流速6测量水面流速来完成测流任务;
6、由于在工字型导轨2的两端有限位开关3,当三角滑轮4的两端触碰到限位开关3的触点时,驱动三角滑轮4运行的电机8停止运转,铅鱼7停止运行,即增加了测流操作的便捷性,又提高了测流的安全性。
附图说明
图1为测流装置安装示意图;
图2为测流装置结构示意图;
图3为测流装置俯视图;
图4为测流装置左视图;
图5为本发明三角滑轮安装示意图;
图6为本发明三角滑轮侧面安装示意图;
图7为本发明限位开关安装示意图;
图8为本发明限位开关局部放大安装示意图;
图9为本发明平台安装示意图。
图1-9中各标号:1-三角钢桁架,2-工字型导轨,3-限位开关,4-三角滑轮,5-平台,6-雷达表面流速仪,7-铅鱼,8-电机Ⅰ,9-电机Ⅱ,10-动滑轮,11-牵引绳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。
实施例1:如图1-9所示,一种天然河道流量测量装置,包括三角钢桁架1、工字型导轨2、限位开关3、三角滑轮4、平台5、雷达表面流速仪6、铅鱼7、电机Ⅰ8、电机Ⅱ9、上位机;三角钢桁架1安装在河面上,工字型导轨2焊接在三角钢桁架1的底部,限位开关3安装在工字型导轨2两端,三角滑轮4安装于工字型导轨2的滑轨上,平台5焊接在三角滑轮4的支撑臂上,雷达表面流速仪6安装在平台5上,三角滑轮4及铅鱼7均通过钢绳与电机Ⅰ8相连,且连接铅鱼7的钢绳先穿过三角滑轮4后再与电机Ⅰ8相连,通过电机Ⅰ8旋转来控制钢绳的循环移动,实现三角滑轮4的前进与后退,进而控制铅鱼7的前进后退动作;通过电机Ⅱ9收放钢绳进而实现铅鱼7的上下动作;限位开关3与上位机相连,上位机再与电机Ⅰ8、电机Ⅱ9相连。
进一步地,所述三角滑轮4包括五个滑轮、滑轮支架;五个滑轮轮均安装在滑轮支架上,其中两个滑轮采用卡扣式的安装方式安装在工字型导轨2的滑轨上,另外两个滑轮平行的安装在滑轮支架中间部位,且与工字型导轨2的滑轨平行,最后一个滑轮安装在滑轮支架的最下面,五个滑轮的连线组成一个三角形;
所述三角滑轮4通过钢绳与电机Ⅰ8相连,其中,钢绳的一端连接在三角滑轮4的滑轮支架上,依次穿过设置在河岸一侧的滑轮、平行的安装在滑轮支架中间部位的两个滑轮、设置在河岸另一侧的滑轮后再与电机Ⅰ8相连;通过电机Ⅰ8的旋转牵引钢绳循环移动,实现三角滑轮4前进后退,进而控制铅鱼7的前进及后退动作;
所述铅鱼7也通过钢绳与电机Ⅰ8相连,其中钢绳的一端连接在铅鱼7上,再依次穿过安装在滑轮支架的最下面的那一个滑轮、设置在河岸边的滑轮后再与电机Ⅰ8相连;且连接铅鱼7和电机Ⅰ8的钢绳上设置有动滑轮10,牵引绳11一端连接动滑轮10,再穿过设置在河岸边的一个滑轮后与电机Ⅱ9连接;通过电机Ⅱ9旋转牵引钢绳收放,进而对与铅鱼7相连的钢绳进行收放控制,实现铅鱼的上升与下降。
三角滑轮4及铅鱼7均通过钢绳与电机Ⅰ8相连,这里的钢绳可以是一根,也可以是两根。是两根的话就分别缠绕在不同的圆盘(同一个电机Ⅰ8安装两个,分别来循环移动收放两根钢绳),当要移动三角滑轮4的时候就只用电机Ⅰ8带动与三角滑轮4相连的钢绳;当要升降铅鱼7的时候,就只用电机Ⅰ8带动与铅鱼相连的钢绳,且也可以单独使用电机Ⅱ9旋转牵引钢绳收放升降铅鱼7,也可以在使用电机Ⅰ8带动与铅鱼相连的钢绳移动的同时也使用电机Ⅱ9旋转牵引钢绳收放升降铅鱼7。
进一步地,所述三角钢桁架1通过河流两岸的固定装置安装在河面上。
进一步地,所述三角钢桁架1采用倒三角的方式安装在河流两岸的固定装置上。
进一步地,所述三角滑轮4采用卡扣式的安装方式安装在工字型导轨2的滑轨上。
进一步地,所述工字型导轨2的两端有凹槽,限位开关3安装在工字型导轨2两端的凹槽内。
进一步地,所述平台5垂直焊接在三角滑轮4的支撑臂上。
所述工字型导轨2焊接在三角钢桁架1上,二者构成一个整体作为三角滑轮4的支撑结构。
图7-8为限位开关3的安装结构图,在工字型导轨2的两端有凹槽,限位开关3安装在凹槽内。当三角滑轮4在左右运行的过程中触碰到安装在工字型导轨2两端的限位开关3的触点时,限位开关3发送信号给上位机,上位机发送控制信号给电机Ⅰ8,电机8Ⅰ停止运转,铅鱼7停止运行。
图9为平台5安装结构图,平台5垂直焊接于三角滑轮4的支撑臂上,用于安装雷达表面流速仪6。
本发明的工作原理是:
由于采用三角钢桁架1及工字型导轨2作为整个测流装置的支撑结构,整个测量装置的稳定性、安全性大大提高,测流时也无需进行垂直修正,抖动问题也得以解决。通过在平台5上安装雷达表面流速仪6,使得铅鱼7中的转子流速仪与雷达表面流速仪6可以同时测量流速,表面流速测量及铅鱼入水测量二合一,当小水时单独采用铅鱼入水测流,当大水时单独采用雷达表面流速仪进行表面流速测量,中水时二者可以同时使用。增加了测流装置的使用场景,增强了测流装置的可用性;
使用时,通过电机Ⅰ8控制钢绳的收放来控制铅鱼7的前进后退及上下动作,其中,通过电机Ⅰ8控制钢绳的收放带动三角滑轮4在工字型导轨2中滑动从而实现铅鱼7的前进后退,通过电机Ⅰ8控制钢绳的收放带动铅鱼7上下动作,且也可以单独或同时使用电机Ⅱ9旋转牵引钢绳收放升降铅鱼7;当三角滑轮4在左右运行的过程中触碰到安装在工字型导轨2两端的限位开关3的触点时,限位开关3发送信号给上位机(可以采用单片机或PLC),上位机发送控制信号给电机Ⅰ8、电机Ⅱ9,电机Ⅰ8、电机Ⅱ9停止运转,铅鱼7停止运行;
所述雷达表面流速仪6安装在平台5上,当铅鱼无法入水测流时可以通过安装在平台5上的雷达表面流速仪6来对表面流速进行测流。
本发明增强了铅鱼在测量过程中的稳定性,提高了测流的精度;无需进行垂直修正,简化测流操作步骤;克服传统钢绳缆道测流方式存在的抖动问题,提高了测流的精度;在平台上安装雷达表面流速仪,有利于转子流速仪与雷达表面流速仪同时测流;三角钢桁架及工字型导轨共同组成的结构相对于传统的钢绳导轨更加稳固安全,提高了测流过程的安全性。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种天然河道流量测量装置,其特征在于:包括三角钢桁架(1)、工字型导轨(2)、限位开关(3)、三角滑轮(4)、平台(5)、雷达表面流速仪(6)、铅鱼(7)、电机Ⅰ(8)、电机Ⅱ(9)、上位机;三角钢桁架(1)安装在河面上,工字型导轨(2)焊接在三角钢桁架(1)的底部,限位开关(3)安装在工字型导轨(2)两端,三角滑轮(4)安装于工字型导轨(2)的滑轨上,平台(5)焊接在三角滑轮(4)的支撑臂上,雷达表面流速仪(6)安装在平台(5)上,三角滑轮(4)及铅鱼(7)均通过钢绳与电机Ⅰ(8)相连,且连接铅鱼(7)的钢绳先穿过三角滑轮(4)后再与电机Ⅰ(8)相连,通过电机Ⅰ(8)旋转来控制钢绳的循环移动,实现三角滑轮(4)的前进与后退,进而控制铅鱼(7)的前进后退动作;通过电机Ⅱ(9)收放钢绳进而实现铅鱼(7)的上下动作;限位开关(3)与上位机相连,上位机再与电机Ⅰ(8)、电机Ⅱ(9)相连。
2.根据权利要求1所述的天然河道流量测量装置,其特征在于:所述三角滑轮(4)包括五个滑轮、滑轮支架;五个滑轮轮均安装在滑轮支架上,其中两个滑轮采用卡扣式的安装方式安装在工字型导轨(2)的滑轨上,另外两个滑轮平行的安装在滑轮支架中间部位,且与工字型导轨(2)的滑轨平行,最后一个滑轮安装在滑轮支架的最下面,五个滑轮的连线组成一个三角形;
所述三角滑轮(4)通过钢绳与电机Ⅰ(8)相连,其中,钢绳的一端连接在三角滑轮(4)的滑轮支架上,依次穿过设置在河岸一侧的滑轮、平行的安装在滑轮支架中间部位的两个滑轮、设置在河岸另一侧的滑轮后再与电机Ⅰ(8)相连;通过电机Ⅰ(8)的旋转牵引钢绳循环移动,实现三角滑轮(4)前进后退,进而控制铅鱼(7)的前进及后退动作;
所述铅鱼(7)也通过钢绳与电机Ⅰ(8)相连,其中钢绳的一端连接在铅鱼(7)上,再依次穿过安装在滑轮支架的最下面的那一个滑轮、设置在河岸边的滑轮后再与电机Ⅰ(8)相连;且连接铅鱼(7)和电机Ⅰ(8)的钢绳上设置有动滑轮(10),牵引绳(11)一端连接动滑轮(10),再穿过设置在河岸边的一个滑轮后与电机Ⅱ(9)连接;通过电机Ⅱ(9)旋转牵引钢绳收放,进而对与铅鱼(7)相连的钢绳进行收放控制,实现铅鱼的上升与下降。
3.根据权利要求1所述的天然河道流量测量装置,其特征在于:所述三角钢桁架(1)通过河流两岸的固定装置安装在河面上。
4.根据权利要求1所述的天然河道流量测量装置,其特征在于:所述三角钢桁架(1)采用倒三角的方式安装在河流两岸的固定装置上。
5.根据权利要求1所述的天然河道流量测量装置,其特征在于:所述三角滑轮(4)采用卡扣式的安装方式安装在工字型导轨(2)的滑轨上。
6.根据权利要求1所述的天然河道流量测量装置,其特征在于:所述工字型导轨(2)的两端有凹槽,限位开关(3)安装在工字型导轨(2)两端的凹槽内。
7.根据权利要求1所述的天然河道流量测量装置,其特征在于:所述平台(5)垂直焊接在三角滑轮(4)的支撑臂上。
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