CN110132379B - 设置浮子式水位计观测初始值的精准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种设置浮子式水位计测量初始值的精准方法。本发明方法的基本思路是：模拟某一高度的水位，该水位能够由水位计正常测量出其水位值且易于通过水准测量确定其高程；通过计算，得出该模拟水位对应的应测理论水位值，将理论水位值直接设置成为水位计在同一时刻对应的观测值。本发明方法避免了现行通用设置水位计初始测值方法中所产生的各环节误差或偏差，是设置水位计测量初始值最精准的方法。

Description

设置浮子式水位计观测初始值的精准方法

技术领域

本发明涉及海洋潮位监测技术，具体是设置浮子式水位计观测初始值的精准方法。

背景技术

（一）浮子式自动水位计观测原理简介

当前，在全国沿海潮位数据观测中，绝大多数采用浮子式自动水位计（以下简称水位计）。水位计的基本测量原理为：建设验潮井，验潮井与外海保持水交换充分畅通；在验潮井内安装浮子系统，浮子随井内水位升降牵引相连的钢丝绳，从而带动水位计码盘转动，由水位计以固定周期自动记录下相应时刻的水位值。

水位计记录的最小周期为1min。为了确保消波效果和数据的准确性，通常每5s测一个数据，将其平均后作为某一分钟的即时潮位值。现行通用水位计设计精度已达到1mm，但是实际工作中记录、存储的数据准确度仍为1cm。

浮子式水位计在测站初次安装时，必须进行初始值（基准零点）设置。即，须将水位计测得的观测值，精准地设置成同一时刻水位高于潮高起算面的相对差值。初始值设置完成后，随着水面的升降变化，水位计才能准确地观测和记录出连续的水位数据。

（二）现行通用方法——设置水位计初始值

在现行实践中，设置水位计观测初始值普遍的做法是：在同一验潮井内另外加装一套井内水尺系统（以下简称井内水尺），用井内水尺测得的数据设置同时刻水位计对应的潮位值，以完成水位计初始的设置。主要分为以下两个步骤：

第一步：通过水准测量，确定井内水尺测值零点。即，先测定井内水尺读数指针的高程,计算出读数指针到潮高起算面的高程差，并将井内水尺带尺的零刻度线到浮子吃水线间的距离设置为该高程差。设置完成后，则井内水尺的读数即为某时刻的水位测值。

第二步：用井内水尺读数设置水位计同步观测值。根据井内水尺读取的水位值，设置同一时刻自动水位计对应的观测值。

（三）现行通用方法的缺陷

如上所述，现行水位计初始值设置方法将会使测得的水位值产生较大的偏差，主要存在于以下三个环节：

环节一：测定井内水尺浮子吃水线产生的误差。由于水位表面张力和观察视觉角度的影响，产生的误差可达1mm -2mm。在实践中，测定浮子吃水线时，有的测站甚至不在带尺另一端绑系重锤牵引平衡，将会产生更大的误差，达5mm -7mm以上。

环节二：在井内水尺带尺与浮子连接固定时，欲使带尺零刻度线至浮子吃水线间的距离，与计算的理论值精确吻合较为困难，通常误差可达2mm -4mm。

环节三：由井内水尺读数同步设置水位计测值时产生的误差，通常可达3-5mm，若验潮井消波性较差，误差值还会更高。

发明内容：

为克服现有方法产生的偏差或偏差之一，本发明公开一种设置水位计测量初始值的精准方法。本发明方法的基本思路是模拟某一高度水位，测算出该水位对应的理论精准潮位值，将其直接设置成为水位计的同时刻观测值。所采取的具体技术方案包括如下步骤：

（一）准备工作：在水位计竖直正下方放置盛有被观测液体的玻璃容器，将水位计的浮子由验潮井的被观测液面抬高提起并放入玻璃容器内，浮子保持自由平衡稳定状态，玻璃容器内被观测液体的液面平稳时为模拟水位；

（二）测算潮位值：通过水准测量确定容器内步骤一模拟水位的高程，模拟水位的高程与潮高起算面的高程差即为模拟水位对应的实测潮位值；

（三）设置水位计：调整水位计码盘，使其测得的数据与步骤二测算的潮位值相同，完成水位计测量初始值的设置，撤走玻璃容器即可。

进一步地，玻璃容器及其内被观测液体的规模足以使水位计浮子在玻璃容器自由浮动，水位计浮子不与玻璃容器侧壁和底壁碰触。

与现有技术方法相比，本发明用某模拟水位的理论水位值直接设置水位计的实时观测值，避免了现行通用方法各个中间环节中可能产生的误差和偏差。

本方法是对浮子式水位计初始测值进行设置的最为精准的方法。其他如声学原理的水位计等也可参照本方法进行初始值精准设置。

具体实施方式

设置浮子式水位计观测初始值的精准方法，包含如下步骤：

（一）准备工作：在水位计竖直正下方放置盛有海水的玻璃容器，玻璃容器及其内海水的规模足以使水位计浮子在玻璃容器自由浮动，水位计浮子不与玻璃容器侧壁和底壁碰触；将水位计的浮子由验潮井的海面抬高提起并放入玻璃容器内，玻璃容器内海水的液面上升，当浮子保持自由平衡稳定状态、玻璃容器内海水的液面平稳时为模拟水位；

（二）测算潮位值：通过水准测量确定容器内步骤一模拟水位的高程，模拟水位的高程与潮高起算面的高程差即为模拟水位对应的实测潮位值；

（三）设置水位计：调整水位计码盘，使其测得的数据与步骤二测算的潮位值相同，完成水位计测量初始值的设置，撤走玻璃容器即可。

当需要恢复正常测量时，将水位计浮子下放至验潮井内的海面，水位计测得的值即为瞬时潮位精确值。

Claims (1)

1.设置浮子式水位计观测初始值的精准方法，其特征在于：包含如下步骤：

（一）准备工作：在水位计竖直正下方放置盛有被观测液体的玻璃容器，将水位计的浮子由验潮井的被观测液面抬高提起并放入玻璃容器内，浮子保持自由平衡稳定状态，玻璃容器内被观测液体的液面平稳时为模拟水位；

（二）测算潮位值：通过水准测量确定容器内步骤一模拟水位的高程，模拟水位的高程与潮高起算面的高程差即为模拟水位对应的实测潮位值；

（三）设置水位计：调整水位计码盘，使其测得的数据与步骤二测算的潮位值相同，完成水位计测量初始值的设置，撤走玻璃容器即可；

玻璃容器及其内被观测液体的规模足以使水位计浮子在玻璃容器自由浮动，水位计浮子不与玻璃容器侧壁和底壁碰触。