CN110108305B - 双井验潮仪检定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及潮汐水位检测的技术领域，公开了一种双井验潮仪检定装置，激光测距仪测量第一测试井以及第二测试井的瞬时水位，并将水位信息反馈至控制处理器，控制处理器控制竖直升降装置升降进而带动水位采集装置移动至第一测试井以及第二测试井的瞬时水位位置，采集此时的具体水位变化信息并同时将该水位变化信息反馈至后台处理器进行记录处理，采用后台记录水位变化信息客观而准确，能减少误差，同时，控制处理器控制进排水装置以实现对第二测试井的注水或排水操作，由于第一测试井和第二测试井相连通，进排水装置可以同时实现对第一测试井的注水或排水操作，以便于能同时计量检定两台验潮仪器，提高工作效率。

Description

双井验潮仪检定装置
技术领域
本发明涉及潮汐水位检测的技术领域，特别是涉及一种双井验潮仪检定装置。
背景技术
验潮仪，也即水位计，是用来测量海洋、河流和湖泊水位及潮位的仪器，是一种主要针对海洋波浪、海洋潮汐、海流、海洋气象、海水的温度盐度及深度的测量仪器。
一般地，验潮仪包括浮子式验潮仪、超声波潮汐仪、压力式验潮仪以及井式自记验潮仪等，然而对应我国的实际国情和项目需要来说，浮子式验潮仪、超声波潮汐仪和压力式验潮仪价格昂贵，使用成本太高，不适应我国的复杂地貌以及错综的水文条件；而井式自记验潮仪的主要结构有验潮井、浮筒、记录装置组成，通过在水面上随井内水面起伏的浮筒带动上面的记录滚筒转动，使得记录针在装有记录纸的记录滚筒上画线，来记录水面的变化情况，由于记录针由浮筒带动转动在记录纸上画线不能清楚客观地反映出潮汐水位的变化，而且误差较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种双井验潮仪检定装置，能清楚客观地反映潮汐水位的变化，且误差较小。
为了解决上述问题，本发明提供一种双井验潮仪检定装置，包括控制处理器、第一测试井、第二测试井、用于测量第一测试井和第二测试井水位的激光测距仪、进排水装置、竖直升降装置以及水位采集装置，所述激光测距仪、所述进排水装置、所述竖直升降装置以及所述水位采集装置均与所述控制处理器电连接；
所述第一测试井与所述第二测试井连通，所述第二测试井与所述进排水装置连通以对所述第二测试井注水和排水；
所述第一测试井一侧设有第一水位测量装置，所述第二测试井侧部设有与所述第一水位测量装置相对的第二水位测量装置，所述竖直升降装置设置在所述第一水位测量装置与所述第二水位测量装置之间，所述水位采集装置连接于所述竖直升降装置以在竖直方向升降采集所述第一水位测量装置以及所述第二水位测量装置测量的变化水位信息。
进一步优选地，所述第一水位测量装置包括第一水位管和第一标尺，所述第一水位管沿所述第一测试井高度方向布置且与所述第一测试井连通，所述第一标尺与所述第一水位管对应设置。
进一步优选地，所述第二水位测量装置包括第二水位管和第二标尺，所述第二水位管沿所述第二测试井高度方向布置且与所述第二测试井连通，所述第二标尺与所述第二水位管对应设置。
进一步优选地，所述竖直升降装置包括支柱、滑台和驱动机构，所述支柱上设有直线导轨，所述滑台滑动连接于所述直线导轨，所述水位采集装置设于所述滑台上；
所述驱动机构包括驱动电机、皮带轮以及传动轮，所述皮带轮和所述传动轮分别设置在所述直线导轨的两端，所述皮带轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述皮带轮与所述传动轮之间通过皮带啮合传动，所述滑台连接于所述皮带。
进一步优选地，所述进排水装置包括贮水池，所述贮水池设有与所述第二测试井连通的进水管和排水管，所述进水管上设有进水阀，所述排水管上设有排水阀，所述进水阀与所述排水阀均与所述控制处理器电连接。
进一步优选地，所述贮水池位于所述第二测试井的侧下方。
进一步优选地，所述进排水装置还包括进水泵和排水泵，所述进水泵与所述进水管连接，所述排水泵与所述排水管连接。
进一步优选地，所述进水泵与所述进水管之间设有第一水泵控制阀，所述排水泵与所述排水管之间设有第二水泵控制阀。
进一步优选地，所述第一测试井与所述第二测试井之间设有第一连接管，所述第一连接管上设有控制阀。
进一步优选地，所述水位采集装置为CCD相机。
本发明提供一种双井验潮仪检定装置，包括控制处理器、第一测试井、第二测试井、用于测量第一测试井和第二测试井水位的激光测距仪、进排水装置、竖直升降装置以及水位采集装置，激光测距仪、进排水装置、竖直升降装置以及水位采集装置均与控制处理器电连接，具体地，激光测距仪测量第一测试井以及第二测试井的瞬时水位，并将水位信息反馈至控制处理器，控制处理器控制竖直升降装置升降进而带动水位采集装置移动至第一测试井以及第二测试井的瞬时水位位置，采集此时的具体水位变化信息并同时将该水位变化信息反馈至后台处理器进行记录处理，采用后台记录水位变化信息客观而准确，能减少误差，同时，控制处理器控制进排水装置以实现对第二测试井的注水或排水操作，由于第一测试井和第二测试井相连通，进排水装置可以同时实现对第一测试井的注水或排水操作，以便于能同时计量检定两台验潮仪器，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例中的双井验潮仪检定装置双井同时使用的结构示意图；
图2是本发明实施例中的双井验潮仪检定装置仅使用单井的结构示意图。
图中，1、第一测试井；2、第二测试井；3、激光测距仪；4、进排水装置；5、竖直升降装置；6、水位采集装置；7、第一水位测量装置；8、第二水位测量装置；11、第一连接管；12、控制阀；41、贮水池；42、进水管；43、排水管；44、进水阀；45、排水阀；46、进水泵；47、排水泵；48、第一水泵控制阀；49、第二水泵控制阀；51、支柱；52、滑台；53、直线导轨；54、驱动电机；55、皮带轮；56、传动轮；57、皮带；71、第一水位管；72、第一标尺；81、第二水位管；82、第二标尺。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
结合图1所示，示意性地显示了本发明实施例的一种双井验潮仪检定装置，包括控制处理器(图中未标示)、第一测试井1、第二测试井2、用于测量第一测试井1和第二测试井2水位的激光测距仪3、进排水装置4、竖直升降装置5以及水位采集装置6，激光测距仪3、进排水装置4、竖直升降装置5以及水位采集装置6均与控制处理器电连接，控制处理器是整个系统的中控元件；
第一测试井1与第二测试井2连通，第二测试井2与进排水装置4连通以对第二测试井2注水和排水，优选地，第一测试井1与第二测试井2之间设有第一连接管11，第一连接管11上设有控制阀12，通过控制阀12控制第一测试井1与第二测试井2的连接和断开，同时，通过控制阀12控制水流量，一般地，控制阀12与控制处理器电连接，以实现控制处理器的自动控制；
第一测试井1一侧设有第一水位测量装置7，第二测试井2侧部设有与第一水位测量装置7相对的第二水位测量装置8，竖直升降装置5设置在第一水位测量装置7与第二水位测量装置8之间，水位采集装置6连接于竖直升降装置5以在竖直方向升降采集第一水位测量装置7以及第二水位测量装置8测量的变化水位信息。本实施例中，第一测试井1和第二测试井2可以根据检定需要打开控制阀12，使得二井中的水位高度相同，如图1所示，一次实验可计量检定两台验潮仪器，提高工作效率的同时，二者所测量的数据可以互为备份，保证量值传递的不中断。同时，也可根据检定工作的需要，关闭控制阀12，如图2，当检定工作不需要进行多台验潮仪的计量检定时，可只使用其中一井进行检定工作，可节省进水时间，提高单台仪器的检定工作效率。
本实施例中，优选第一测试井1和第二测试井2的井内径为1m，水位可调节范围为(0～8.5)m，进排水速率为(0～0.4)m/min，水位测量准确度为0.002m，模拟全日潮或半日潮，通过控制处理器控制各装置使得测试井的水复现0～8m。具体地，激光测距仪3测量第一测试井1以及第二测试井2的瞬时水位，并将水位信息反馈至控制处理器，控制处理器控制竖直升降装置5升降进而带动水位采集装置6移动至第一测试井1以及第二测试井2的瞬时水位位置，采集此时的具体水位变化信息并同时将该水位变化信息反馈至后台处理器进行记录处理，采用后台记录水位变化信息客观而准确，能减少误差，同时，控制处理器控制进排水装置4以实现对第二测试井2的注水或排水操作，由于第一测试井1和第二测试井2相连通，进排水装置4可以同时实现对第一测试井1的注水或排水操作，以便于能同时计量检定两台验潮仪器，提高工作效率。
进一步地，第一水位测量装置7包括第一水位管71和第一标尺72，第一水位管71沿第一测试井1高度方向布置且与第一测试井1连通，第一标尺72与第一水位管71对应设置，由于第一水位管71与第一测试井1连通，在水压作用在，第一水位管71与第一测试井1的水位高度保持一致，而且，由于第一水位管71的管径远远小于第一测试井1的井口内径，当第一测试井1的水位发生细微变化时，第一水位管71的水位都能发生相应的上升或下降，且其上升或下降明显，并通过第一标尺72进行水位数值读数，客观而具体。同样地，第二水位测量装置8包括第二水位管81和第二标尺82，第二水位管81沿第二测试井2高度方向布置且与第二测试井2连通，第二标尺82与第二水位管81对应设置，第二标尺82用于第二水位管81水位数值的读数。优选地，第一标尺72和第二标尺82为标准铟瓦钢尺，水位采集装置6为CCD相机，CCD是电荷耦合器件(charge coupled device)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的CCD相机元件，以其构成的CCD相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。
本实施例中，竖直升降装置5包括支柱51、滑台52和驱动机构，支柱51上设有直线导轨53，滑台52滑动连接于直线导轨53，水位采集装置6设于滑台52上，一般地，在滑台52上设有用于安装水位采集装置6CCD相机的固定支架，防止CCD相机在滑台52上颠簸或掉落；驱动机构包括驱动电机54、皮带轮55以及传动轮56，皮带轮55和传动轮56分别设置在直线导轨53的两端，皮带轮55与驱动电机54的输出轴连接，皮带轮55与传动轮56之间通过皮带57啮合传动，滑台52连接于皮带57，控制处理器接收激光测距仪3测量第一测试井1以及第二测试井2的瞬时水位，然后控制驱动电机54运动，带动皮带57轮55转动，进而带动皮带57运转，以实现滑台52的上下升降，也即带动与滑台52连接的水位采集装置6上下升降，以适应测试井的水位变化，具体地，直线导轨53的下端通过法兰固定在支柱51的下端，上端为自由伸缩的压帽式结构，克服了温度变化的影响，保证导轨能适应四季气候变化，增强验潮仪检定装置的适应性。需要说明的是，本实施例竖直升降装置5也可以采用如丝杆滑台52等组合传动，并不仅限于其中一种，只要能实现带动水位采集装置6竖直升降的目的即可。
进一步地，进排水装置4包括贮水池41，贮水池41设有与第二测试井2连通的进水管42和排水管43，进水管42上设有进水阀44，排水管43上设有排水阀45，进水阀44与排水阀45均与控制处理器电连接，在控制处理器的控制下，贮水池41可以往第二测试井2中注水，第二测试井2也可以往贮水池41中排水，由于第一测试井1与第二测试井2连通，即贮水池41也可以实现对第一测试井1的注水和排水。优选地，贮水池41位于第二测试井2的侧下方，保证第二测试井2中的水在重力作用下可以顺利排出，无需借助外力作用，能降低能耗。更进一步地，进排水装置4还包括进水泵46和排水泵47，进水泵46与进水管42连接，排水泵47与排水管43连接，在进水泵46与排水泵47的作用在，保证注水进水和排水过程顺畅。进水泵46与进水管42之间设有第一水泵控制阀48，排水泵47与排水管43之间设有第二水泵控制阀49，第一水泵控制阀48和第二水泵控制阀49能实现对进水泵46和排水泵47的过压保护措施，避免烧泵，保障使用寿命。
综上所述，本发明提供一种双井验潮仪检定装置，包括控制处理器、第一测试井1、第二测试井2、用于测量第一测试井1和第二测试井2水位的激光测距仪3、进排水装置4、竖直升降装置5以及水位采集装置6，激光测距仪3、进排水装置4、竖直升降装置5以及水位采集装置6均与控制处理器电连接，具体地，激光测距仪3测量第一测试井1以及第二测试井2的瞬时水位，并将水位信息反馈至控制处理器，控制处理器控制竖直升降装置5升降进而带动水位采集装置6移动至第一测试井1以及第二测试井2的瞬时水位位置，采集此时的具体水位变化信息并同时将该水位变化信息反馈至后台处理器进行记录处理，采用后台记录水位变化信息客观而准确，能减少误差，同时，控制处理器控制进排水装置4以实现对第二测试井2的注水或排水操作，由于第一测试井1和第二测试井2相连通，进排水装置4可以同时实现对第一测试井1的注水或排水操作，以便于能同时计量检定两台验潮仪器，提高工作效率。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双井验潮仪检定装置，其特征在于，包括控制处理器、第一测试井、第二测试井、用于测量第一测试井和第二测试井水位的激光测距仪、进排水装置、竖直升降装置以及水位采集装置，所述激光测距仪、所述进排水装置、所述竖直升降装置以及所述水位采集装置均与所述控制处理器电连接；
所述第一测试井与所述第二测试井连通，所述第二测试井与所述进排水装置连通以对所述第二测试井注水和排水；
所述第一测试井一侧设有第一水位测量装置，所述第二测试井侧部设有与所述第一水位测量装置相对的第二水位测量装置，所述竖直升降装置设置在所述第一水位测量装置与所述第二水位测量装置之间，所述水位采集装置连接于所述竖直升降装置以在竖直方向升降采集所述第一水位测量装置以及所述第二水位测量装置测量的变化水位信息；
所述第一水位测量装置包括第一水位管和第一标尺，所述第一水位管沿所述第一测试井高度方向布置且与所述第一测试井连通，所述第一标尺与所述第一水位管对应设置；
所述第二水位测量装置包括第二水位管和第二标尺，所述第二水位管沿所述第二测试井高度方向布置且与所述第二测试井连通，所述第二标尺与所述第二水位管对应设置；
所述竖直升降装置包括支柱、滑台和驱动机构，所述支柱上设有直线导轨，所述滑台滑动连接于所述直线导轨，所述水位采集装置设于所述滑台上；
所述驱动机构包括驱动电机、皮带轮以及传动轮，所述皮带轮和所述传动轮分别设置在所述直线导轨的两端，所述皮带轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述皮带轮与所述传动轮之间通过皮带啮合传动，所述滑台连接于所述皮带；
所述进排水装置包括贮水池，所述贮水池设有与所述第二测试井连通的进水管和排水管，所述进水管上设有进水阀，所述排水管上设有排水阀，所述进水阀与所述排水阀均与所述控制处理器电连接。
2.如权利要求1所述的双井验潮仪检定装置，其特征在于，所述贮水池位于所述第二测试井的侧下方。
3.如权利要求2所述的双井验潮仪检定装置，其特征在于，所述进排水装置还包括进水泵和排水泵，所述进水泵与所述进水管连接，所述排水泵与所述排水管连接。
4.如权利要求3所述的双井验潮仪检定装置，其特征在于，所述进水泵与所述进水管之间设有第一水泵控制阀，所述排水泵与所述排水管之间设有第二水泵控制阀。
5.如权利要求1所述的双井验潮仪检定装置，其特征在于，所述第一测试井与所述第二测试井之间设有第一连接管，所述第一连接管上设有控制阀。
6.如权利要求1所述的双井验潮仪检定装置，其特征在于，所述水位采集装置为CCD相机。
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