CN111521244A - 一种液差检测装置及洪水预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液差检测装置及洪水预警系统，包括固定在水面上的固定杵，所述浮动组件活动设置在所述固定杵的上方，所述充气组件固定设置在所述固定杵的上方并连接所述浮动组件，所述旋转机构连接所述浮动组件，所述调节机构连接所述旋转机构，用于在所述旋转机构动作时调节报警信号的强弱；液面上升时浮动组件在浮力作用下自动上移，浮动组件带动所述充气组件动作，不断向浮动组件中充入气体，进一步提高浮力，实现液面越高浮动越精准；且在浮动组件上浮的同时，借助旋转机构带动所述调节机构动作，调节报警信号的强度，根据报警信号的强弱检测液面的液差值，从而起到液差检测的功能。

Description

一种液差检测装置及洪水预警系统
技术领域
本发明涉及一种防洪抗灾领域的设备，具体是一种液差检测装置及洪水预警系统。
背景技术
水位是反映水体水情最直观的因素，它的变化主要由于水体水量的增减变化引起的。水位过程线是某处水位随时间变化的曲线。
液差是指自由水面相对于某一基面的高程，水面离河底的距离为水深。计算水位所用基面可以是以某处特征海平面高程作为零点水准基面，也可以用特定点高程作为参证计算水位的零点。
目前现有的水位液面检测中使用的气囊大多都是都是一次性充气的，随着使用时间的增加，气囊中的气体会存在损耗，如果给气囊充足气，气囊中的气体损耗速度将会加快，将会减少其提供的浮力，故而需要后续的持续维护，增加了后续的维护成本；在CN207717192U中公开了“抽水蓄能电站水库越限自动检验报警装置”的实用新型专利，该专利具有的传动及调节电阻的功能，其不足之处在于：1、该实用新型的力传递是通过磁力进行的，两磁块之间的隔水板会造成传动过程中的力的损失，降低了测量的精确度；2、该实用新型专利是通过磁力对力进行传递，其磁力有会受外界的干扰的可能性，可能导致装置有失效的风险。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种液差检测装置及洪水预警系统。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种液差检测装置，包括固定在水面上的固定杵，还包括：
浮动组件，所述浮动组件活动设置在所述固定杵的上方，用于在液面上升时向上漂浮将浮力转为驱动力；
充气组件，所述充气组件固定设置在所述固定杵的上方并连接所述浮动组件，用于在所述浮动组件上升时向浮动组件泵入气体增大浮力提高检测精准度；以及
旋转机构，所述旋转机构连接所述浮动组件，用于在所述浮动组件向上浮动时将由浮动组件提供的驱动力转化为转动力矩；
调节机构，所述调节机构连接所述旋转机构，用于在所述旋转机构动作时调节报警信号的强弱。
作为本发明进一步的方案：所述浮动组件包括：
升降件，所述升降件竖直活动设置在所述固定杵的上方，用于在液面高度增加或降低时自动上下运动；
浮板，所述浮板固定在所述升降件的侧边，用于驱动所述升降件上下运动；以及
气囊，所述气囊固定设置在所述浮板上，用于增大所述浮板同所述液面之间的浮力；
所述固定杵的上方竖直固定有同所述升降件滑动套合的导轨。
作为本发明再进一步的方案：所述充气组件包括通过安装架固定在所述固定杵上方的气筒、密封滑动设置在所述气筒内的密封塞、以及用于连通所述气筒上部与所述气囊的导气管；
其中，所述密封塞固定在所述升降件的上端，气筒的下部开设有供所述升降件穿过的通孔。
作为本发明再进一步的方案：所述旋转机构包括：
直齿条，所述直齿条固定在所述安装架上；
齿轮，所述齿轮同所述直齿条啮合，用于在所述齿轮上移时与固定的直齿条配合旋转；以及
从动轴，所述从动轴转动设置在所述升降件上并同所述齿轮固定，用于在所述升降件沿所述导轨升降时驱动所述齿轮转动；
其中，所述从动轴通过固定在所述升降件上的套件与所述升降件转动连接。
作为本发明再进一步的方案：所述调节机构包括：
横梁，所述横梁水平固定安装在所述升降件上；
螺纹传动组件，所述螺纹传动组件连接所述从动轴，用于在所述从动轴转动时通过螺纹力输出直线力矩；以及
滑动变阻结构，所述滑动变阻结构设置在所述横梁的上方并连接所述螺纹传动组件，用于在所述螺纹传动组件输出直线力矩时调节电力信号。
作为本发明再进一步的方案：所述螺纹传动组件包括转动设置在所述横梁上的丝杆、用于连接所述丝杆与所述从动轴的传动件、以及螺纹连接在所述丝杆上并连接所述滑动变阻结构的螺管。
作为本发明再进一步的方案：所述滑动变阻结构包括固定在所述横梁上方并与所述丝杆平行的电阻柱、滑动设置在所述电阻柱上并同所述螺管固定的滑套、以及用于电性连接所述电阻柱一端与所述滑套的导线。
一种洪水预警系统，包括上述实施例中所述的液差检测装置，还包括固定安装在所述气筒顶部的报警器，所述报警器电信连接电源和所述导线。
采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：通过液面上升时浮动组件在浮力作用下自动上移，浮动组件带动所述充气组件动作，不断向浮动组件中充入气体，这样就可以让气囊在初始状态保持半气，减缓了气囊中的气体损耗速度，增加了组件提供的浮力,减少了后续的维护成本；在浮动组件上浮的同时，借助旋转机构中的丝杆和螺管的啮合带动所述调节机构运动，保证了力传递的稳定性和抗干扰性，减少了力的损耗，从而起到精准和稳定检测液差的功能。
附图说明
图1为洪水预警系统的结构示意图。
图2为洪水预警系统中旋转机构及调节机构的局部放大图。
图3为洪水预警系统中升降件和气筒以及密封塞的结构示意图。
图中：1-固定杵；2-安装架；3-导轨；4-升降件；5-浮板；6-气囊；7-气筒；8-密封塞；9-导气管；10-直齿条；11-齿轮；12-从动轴；13-套件；14-传动件；15-丝杆；16-横梁；17-螺管；18-滑套；19-电阻柱；20-导线；21-报警器。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种液差检测装置，包括固定在水面上的固定杵1，还包括：
浮动组件，所述浮动组件活动设置在所述固定杵1的上方，用于在液面上升时向上漂浮将浮力转为驱动力；
充气组件，所述充气组件固定设置在所述固定杵1的上方并连接所述浮动组件，用于在所述浮动组件上升时向浮动组件泵入气体增大浮力提高检测精准度；以及
旋转机构，所述旋转机构连接所述浮动组件，用于在所述浮动组件向上浮动时将由浮动组件提供的驱动力转化为转动力矩；
调节机构，所述调节机构连接所述旋转机构，用于在所述旋转机构动作时调节报警信号的强弱；
当液面上升时浮动组件在浮力作用下自动上移，浮动组件带动所述充气组件动作，不断向浮动组件中充入气体，进一步提高浮力，实现液面越高浮动越精准；且在浮动组件上浮的同时，借助旋转机构带动所述调节机构动作，调节报警信号的强度，根据报警信号的强弱检测液面的液差值，从而起到液差检测的功能。
在本发明的一个实施例中，所述浮动组件包括：
升降件4，所述升降件4竖直活动设置在所述固定杵1的上方，用于在液面高度增加或降低时自动上下运动；
浮板5，所述浮板5固定在所述升降件4的侧边，用于驱动所述升降件4上下运动；以及
气囊6，所述气囊6固定设置在所述浮板5上，用于增大所述浮板5同所述液面之间的浮力；
所述固定杵1的上方竖直固定有同所述升降件4滑动套合的导轨3；
通过导轨3对所述升降件4的运动轨迹进行约束，当液面高度增加时，利用浮板5和气囊6的漂浮力带动所述升降件4沿所述导轨3竖直升降。
在本发明的另一个实施例中，所述充气组件包括通过安装架2固定在所述固定杵1上方的气筒7、密封滑动设置在所述气筒7内的密封塞8、以及用于连通所述气筒7上部与所述气囊6的导气管9；
其中，所述密封塞8固定在所述升降件4的上端，气筒7的下部开设有供所述升降件4穿过的通孔；
当升降件4在浮板5和气囊6的浮力作用下向上运动时带动所述密封塞8沿所述气筒7的内壁向上密封滑动，密封滑动的所述密封塞8挤压气筒7上部的空气通过导气管9排入到气囊6中，使得气囊6进一步吹大，增加与液面的接触面积，从而增大浮力，保持较高的精准度。
在本发明的又一个实施例中，所述旋转机构包括：
直齿条10，所述直齿条10固定在所述安装架2上；
齿轮11，所述齿轮11同所述直齿条10啮合，用于在所述齿轮11上移时与固定的直齿条10配合旋转；以及
从动轴12，所述从动轴12转动设置在所述升降件4上并同所述齿轮11固定，用于在所述升降件4沿所述导轨3升降时驱动所述齿轮11转动；
其中，所述从动轴12通过固定在所述升降件4上的套件13与所述升降件4转动连接；
当升降件4沿所述导轨3升降时带动从动轴12和齿轮11跟随升降，齿轮11同固定的直齿条10配合驱动所述从动轴12转动，实现将浮力转变为转动力矩。
在本发明的又一个实施例中，所述调节机构包括：
横梁16，所述横梁16水平固定安装在所述升降件4上；
螺纹传动组件，所述螺纹传动组件连接所述从动轴12，用于在所述从动轴12转动时通过螺纹力输出直线力矩；以及
滑动变阻结构，所述滑动变阻结构设置在所述横梁16的上方并连接所述螺纹传动组件，用于在所述螺纹传动组件输出直线力矩时调节电力信号；
当从动轴12转动时带动所述螺纹传动组件动作，从而输出直线力矩，由直线力矩驱动所述滑动变阻结构动作，从而调节电路的电流和/或电压信号，从而反应液差值。
在本发明的又一个实施例中，所述螺纹传动组件包括转动设置在所述横梁16上的丝杆15、用于连接所述丝杆15与所述从动轴12的传动件14、以及螺纹连接在所述丝杆15上并连接所述滑动变阻结构的螺管17；
由转动的从动轴12借助传动件14带动所述丝杆15转动，丝杆15利用螺牙之间的螺旋升力驱动螺管17带动所述滑动变阻结构动作，从而调节电流和/或电压信号。
在本发明的又一个实施例中，所述滑动变阻结构包括固定在所述横梁16上方并与所述丝杆15平行的电阻柱19、滑动设置在所述电阻柱19上并同所述螺管17固定的滑套18、以及用于电性连接所述电阻柱19一端与所述滑套18的导线20；
滑动变阻结构类似于常用的滑动变阻器，通过螺管17带动所述滑套18沿所述电阻柱19滑动，从而对电路中的电阻进行调节，从而实现对电流和/或电压信号调节。
在本发明的又一个实施例中，一种洪水预警系统，包括上述实施例中所述的液差检测装置，还包括固定安装在所述气筒7顶部的报警器21，所述报警器21电信连接电源和所述导线20；
当液面浮动时，通过滑动变阻结构中的滑套18动作从而调整整个电路的电流和/或电压信号，从而使得供给报警器21的电流和/或电压产生变化，报警器21根据不同的电流和/或电压作出不同的反应来反馈预警。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (8)

1.一种液差检测装置，包括固定在水面上的固定杵(1)，其特征在于，还包括：
浮动组件，所述浮动组件活动设置在所述固定杵(1)的上方，用于在液面上升时向上漂浮将浮力转为驱动力；
充气组件，所述充气组件固定设置在所述固定杵(1)的上方并连接所述浮动组件，用于在所述浮动组件上升时向浮动组件泵入气体增大浮力提高检测精准度；以及
旋转机构，所述旋转机构连接所述浮动组件，用于在所述浮动组件向上浮动时将由浮动组件提供的驱动力转化为转动力矩；
调节机构，所述调节机构连接所述旋转机构，用于在所述旋转机构动作时调节报警信号的强弱。
2.根据权利要求1所述的一种液差检测装置，其特征在于，所述浮动组件包括：
升降件(4)，所述升降件(4)竖直活动设置在所述固定杵(1)的上方，用于在液面高度增加或降低时自动上下运动；
浮板(5)，所述浮板(5)固定在所述升降件(4)的侧边，用于驱动所述升降件(4)上下运动；以及
气囊(6)，所述气囊(6)固定设置在所述浮板(5)上，用于增大所述浮板(5)同所述液面之间的浮力；
所述固定杵(1)的上方竖直固定有同所述升降件(4)滑动套合的导轨(3)。
3.根据权利要求2所述的一种液差检测装置，其特征在于，所述充气组件包括通过安装架(2)固定在所述固定杵(1)上方的气筒(7)、密封滑动设置在所述气筒(7)内的密封塞(8)、以及用于连通所述气筒(7)上部与所述气囊(6)的导气管(9)；
其中，所述密封塞(8)固定在所述升降件(4)的上端，气筒(7)的下部开设有供所述升降件(4)穿过的通孔。
4.根据权利要求3所述的一种液差检测装置，其特征在于，所述旋转机构包括：
直齿条(10)，所述直齿条(10)固定在所述安装架(2)上；
齿轮(11)，所述齿轮(11)同所述直齿条(10)啮合，用于在所述齿轮(11)上移时与固定的直齿条(10)配合旋转；以及
从动轴(12)，所述从动轴(12)转动设置在所述升降件(4)上并同所述齿轮(11)固定，用于在所述升降件(4)沿所述导轨(3)升降时驱动所述齿轮(11)转动；
所述从动轴(12)通过固定在所述升降件(4)上的套件(13)与所述升降件(4)转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种液差检测装置，其特征在于，所述调节机构包括：
横梁(16)，所述横梁(16)水平固定安装在所述升降件(4)上；
螺纹传动组件，所述螺纹传动组件连接所述从动轴(12)，用于在所述从动轴(12)转动时通过螺纹力输出直线力矩；以及
滑动变阻结构，所述滑动变阻结构设置在所述横梁(16)的上方并连接所述螺纹传动组件，用于在所述螺纹传动组件输出直线力矩时调节电力信号。
6.根据权利要求5所述的一种液差检测装置，其特征在于，所述螺纹传动组件包括转动设置在所述横梁(16)上的丝杆(15)、用于连接所述丝杆(15)与所述从动轴(12)的传动件(14)、以及螺纹连接在所述丝杆(15)上并连接所述滑动变阻结构的螺管(17)。
7.根据权利要求6所述的一种液差检测装置，其特征在于，所述滑动变阻结构包括固定在所述横梁(16)上方并与所述丝杆(15)平行的电阻柱(19)、滑动设置在所述电阻柱(19)上并同所述螺管(17)固定的滑套(18)、以及用于电性连接所述电阻柱(19)一端与所述滑套(18)的导线(20)。
8.一种洪水预警系统，其特征在于，包括如权利要求(7)所述的液差检测装置，还包括固定安装在所述气筒(7)顶部的报警器(21)，所述报警器(21)电信连接电源和所述导线(20)。
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