CN112146716A - 渠道测淤测流系统 - Google Patents
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Abstract
一种渠道测淤测流系统，包括移动机构、升降机构和传感器组；移动机构中壳体的外部两侧设置有固定套和滑套，固定套与钢索固定连接，滑套与钢索滑动配合；升降机构中驱动电机与辊轮组设置在壳体内且连接传动，吊绳一端缠绕在辊轮组上，另一端与传感器组连接；传感器组中液位计、超声波换能器分别装设在铅鱼组件上，铅鱼组件与所述吊绳连接。这种测量装置带动测量装置横向定点移位，无卡顿，横向多点位测量；各传感器在铅鱼及重力作用下始终保持垂直、与水流截面垂直的状态，不会因为测量机倾斜会水流的冲击而发生偏斜或便宜，测量精度高且稳定；采用通透的超声波作为流速测量方式，精度高，工作效率高。
Description
技术领域
本发明涉及测量系统，具体地说是一种带有隐藏防护结构的分体式渠道测淤测流系统。
背景技术
在明渠渠道的使用过程中，泥沙淤积造成了过水断面的动态变化，直接制约着其流量测量的精度和测量的形式。最常见的测量方法是垂航式测流法，即在渠道测量断面两岸架设钢索，测量仪在钢索上移动，钢索轨道上均匀布设垂线测控点，到达测控点后垂降测量装置，触底后测量水位，回升至所在垂线的不同液位时，稳定的测量和记录所在位置的流速和水位，形成一条垂线上的多个测量单元。测量用的传感器升离水面后，驱动钢索使测量仪移动到下一个测控点，重复相同的测量操作，直至完成所有测控点的垂线测量。这样就汇集出来整个河道测流断面的流速分布和渠底淤积起伏，然后根据记录的流速和水位数据就可以计算出平均流速和过水断面面积，进而准确的计算出流经的水体流量以及积淤量。
常用的测量机构是测量仪设置在牵引钢索上，并在钢索上实现水平移动，测量仪中安装各种传感器，包括液位传感器、流速传感器等，由于渠道内的水为流动的，传感器在测量过程中很容易受到水流的影响发生偏移，影响测量精度。
另外，垂航式的自动测量系统也逐渐兴起，水利信息化程度也在提高，但是应对复杂测量环境的能力还是有限，有的测量仪器长期暴露在空旷的环境中，容易导致其内部部件损坏，这都在一定程度上影响了水文测验工作的质量和效率。
发明内容
本发明是针对背景技术中提及的测量系统存在的缺陷，提供一种能够实现精准纵向多点测量、且带有隐藏防护结构的带有隐藏防护结构的分体式渠道测淤测流系统。
本发明采用的技术方案是：一种渠道测淤测流系统，该系统包括测量装置和机井柜；测量装置安装在跨设于渠道上方的钢索上，钢索的牵引机构设置在渠道两岸的机架上，牵引钢索运动过程中实现测量装置的水平移动；其中一机架设置在机井柜中，机井柜外部配设有供电监控机构，机井柜；
所述机井柜包括上部的控制箱和下部的隐藏箱；牵引机构的一部分设置在所述隐藏箱内部；测量装置沿所述钢索移动至所述隐藏箱体内部；
所述牵引机构包括主动牵引部分和被动牵引部分，主动牵引部分置于所述隐藏箱体内部，被动牵引部分置于渠道对面岸边，主动牵引部分和被动牵引部分之间通过钢索连接；
测量装置；
所述测量装置包括移动机构、升降机构和传感器组；
所述移动机构包括壳体，壳体的外部两侧分别设置有固定套和滑套，固定套与所述钢索固定连接，滑套与所述钢索滑动配合；
所述升降机构包括驱动电机、辊轮组和吊绳，驱动电机与辊轮组设置在所述壳体内且连接传动，吊绳一端缠绕在辊轮组上，另一端与传感器组连接，实现传感器组的升降；
所述传感器组包括铅鱼组件、液位计、超声波换能器；液位计、超声波换能器分别装设在铅鱼组件上，铅鱼组件与所述吊绳连接。
作为优选的技术方案：所述辊轮组包括并列设置的转动辊组和从动辊组，吊绳的一端固定缠绕在转动辊组上，其另一端经从动辊组后悬置于移动机构下方并与所述铅鱼组件连接。
作为优选的技术方案：所述铅鱼组件包括铅鱼本体和固定吊杆、固定吊杆的下端固定在铅鱼本体的上表面，其上端与所述吊绳固定连接。
作为优选的技术方案：液位计安装在固定吊杆上，且与铅鱼首尾同向。
作为优选的技术方案：超声波换能器安装在液位计下表面，且沿其轴向设置。
作为优选的技术方案：超声波换能器安装在铅鱼本体的下表面，且沿其轴向设置。
作为优选的技术方案：所述主动牵引部分包括牵引电机、主辊轮、副辊轮；所述牵引电机安装在架体上，主辊轮和副辊轮均竖向设置，且二者并列安装在牵引电机下方的机架上，牵引电机的输出端与主辊轮连接传动；所述缆绳依次缠绕于主辊轮和副辊轮上，其另一端绕过所述被动牵引部分，呈双向封闭环形结构。
与现有技术相比，本发明所公开的这种测量装置用于渠道断面流速、水位、淤积状况实时多点自动测量及预警，主要优点如下：
（1）横跨在渠道的钢索带动测量装置横向定点移位，无卡顿，实现横向多点位测量；
（2）测量装置的移动机构与各传感器之间采用独立分体式设计，各传感器在铅鱼及重力作用下始终保持垂直、与水流截面垂直的状态，不会因为测量机倾斜或水流的冲击而发生偏斜或偏移，测量精度高且稳定；
（3）采用超声波作为流速测量方式，精度高，工作效率高；
（4）在机井柜机构中增设了一个隐藏防护箱体，测量仪器在闲置阶段能够直接在牵引绳的带动下移动至防护箱体中，减少其外露时暴晒和雨淋的几率，延长其使用寿命。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中升降机构的俯视图。
图3为本发明中升降机构的主视图。
图4为本发明中传感器组的一个实施例的示意图。
图5为本发明中传感器组的另一个实施例的示意图。
图6为本发明中隐藏箱中牵引机构（无测量仪）的示意图。
图7为本发明中隐藏箱中牵引机构（有测量仪）的示意图。
图8为本发明中隐藏箱的设置位置示意图。
图中：壳体1，固定套2，钢索3，机架4，滑套5，驱动电机6，转动辊组7，吊绳8，从动辊组9，固定吊杆10，铅鱼本体11，液位计12，超声波换能器13，牵动电机14，主辊轮15，副辊轮16。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参见附图1-8，本发明所公开的这种系统包括测量装置机井柜，安装在跨设于渠道上方的钢索3上，钢索的牵引机构设置在渠道两岸的机架4上，牵引钢索运动过程中实现测量装置的水平移动。测量装置包括移动机构、升降机构和传感器组，移动机构的壳体内，设置有数据通讯模块，它与各传感器之间通过如485线进行通讯，监测数据。机井柜外部设置有供电监控机构，供电监控机构上设置太阳能电池板，还设置有通讯设备。机井柜包括上部的控制箱和下部的隐藏箱。控制箱内安装有遥控控制设备，牵引机构包括渠道一侧的主动牵引部分和另一侧的被动牵引机构，主动牵引部分设置在所述隐藏箱内部。
机井柜包括上部的控制箱和下部的隐藏箱；牵引机构的一部分设置在所述隐藏箱内部；测量装置沿所述钢索移动至所述隐藏箱体内部。牵引机构包括主动牵引部分和被动牵引部分，主动牵引部分置于隐藏箱体内部，靠近箱体前部的位置，箱体后部用于放置测量装置，被动牵引部分置于渠道对面岸边，主动牵引部分和被动牵引部分之间通过钢索连接。主动牵引部分包括牵引电机14、主辊轮15、副辊轮16。牵引电机安装在架体上，主辊轮和副辊轮均竖向设置，且二者并列安装在牵引电机下方的机架上，牵引电机的输出端与主辊轮连接传动。缆绳依次缠绕于主辊轮和副辊轮上，其另一端绕过所述被动牵引部分，呈双向封闭环形结构。
移动机构包括壳体1、固定套2、滑套5。壳体的外部两侧分别设置有固定套2和滑套5，固定套与钢索固定连接，滑套与钢索滑动配合。钢索在牵引机构的作用下往复运动，壳体通过固定套与其一侧的钢索固定连接，在其转动过程中，实现壳体的水平移动。壳体另一侧的滑套，起到滑动、支撑的作用。
升降机构包括驱动电机6、辊轮组和吊绳8，驱动电机与辊轮组设置在壳体内且连接传动，吊绳一端缠绕在辊轮组上，另一端与传感器组连接，实现传感器组的升降。辊轮组包括并列设置的转动辊组7和从动辊组9，吊绳的一端固定缠绕在转动辊组7上，其另一端经从动辊组9后悬置于移动机构下方并与铅鱼组件连接。
传感器组包括铅鱼组件、液位计12、超声波换能器13；液位计、超声波换能器分别装设在铅鱼组件上。铅鱼组件包括铅鱼本体11和固定吊杆10，固定吊杆的下端固定在铅鱼本体的上表面，其上端与吊绳固定连接。液位计安装在固定吊杆上，且与铅鱼首尾同向。这种移动机构带动测量装置横向定点移位，各传感器在铅鱼重力和导向作用下与水流截面保持垂直，不会因为测量机倾斜或水流冲击而发生偏斜或偏移，保证测量的稳定性和准确性。超声波换能器的测流布局使得结构通透，无水阻，测流效率高。
实施例一：超声波换能器13安装在液位计下表面，两个触发端口沿液位计的轴向设置。
实施例二：超声波换能器13安装在铅鱼本体的下表面，两个触发端口沿铅鱼本体的轴向设置。
在使用过程中，本发明所公开的这种系统用于渠道断面流速、水位、淤积状况实时多点自动测量及预警。使用时能够实现纵向多点测量，通过通讯结构与云端连接，控制主体与云计算中心实现边缘与云端融合精准计算。在闲置时，能够及时将测量装置移动至隐藏箱体内进行隐藏防护，减少其野外环境的长时间曝光，延长使用寿命，减轻故障维护难度。
Claims (7)
1.一种渠道测淤测流系统，该系统包括测量装置和机井柜；测量装置安装在跨设于渠道上方的钢索上，钢索的牵引机构设置在渠道两岸的机架上，牵引钢索运动过程中实现测量装置的水平移动；其中一机架设置在机井柜中，机井柜外部配设有供电监控机构，其特征在于：
机井柜；
所述机井柜包括上部的控制箱和下部的隐藏箱；牵引机构的一部分设置在所述隐藏箱内部；测量装置沿所述钢索移动至所述隐藏箱体内部；
所述牵引机构包括主动牵引部分和被动牵引部分，主动牵引部分置于所述隐藏箱体内部，被动牵引部分置于渠道对面岸边，主动牵引部分和被动牵引部分之间通过钢索连接；
测量装置；
所述测量装置包括移动机构、升降机构和传感器组；
所述移动机构包括壳体，壳体的外部两侧分别设置有固定套和滑套，固定套与所述钢索固定连接，滑套与所述钢索滑动配合；
所述升降机构包括驱动电机、辊轮组和吊绳，驱动电机与辊轮组设置在所述壳体内且连接传动，吊绳一端缠绕在辊轮组上，另一端与传感器组连接，实现传感器组的升降；
所述传感器组包括铅鱼组件、液位计、超声波换能器；液位计、超声波换能器分别装设在铅鱼组件上，铅鱼组件与所述吊绳连接。
2.根据权利要求1所述的渠道测淤测流系统，其特征在于：所述辊轮组包括并列设置的转动辊组和从动辊组，吊绳的一端固定缠绕在转动辊组上，其另一端经从动辊组后悬置于移动机构下方并与所述铅鱼组件连接。
3.根据权利要求2所述的渠道测淤测流系统，其特征在于：所述铅鱼组件包括铅鱼本体和固定吊杆、固定吊杆的下端固定在铅鱼本体的上表面，其上端与所述吊绳固定连接。
4.根据权利要求3所述的渠道测淤测流系统，其特征在于：液位计安装在固定吊杆上，且与铅鱼首尾同向。
5.根据权利要求4所述的渠道测淤测流系统，其特征在于：超声波换能器安装在液位计下表面，且沿其轴向设置。
6.根据权利要求4所述的渠道测淤测流系统，其特征在于：超声波换能器安装在铅鱼本体的下表面，且沿其轴向设置。
7.根据权利要求1所述的渠道测淤测流系统，其特征在于：所述主动牵引部分包括牵引电机、主辊轮、副辊轮；所述牵引电机安装在架体上，主辊轮和副辊轮均竖向设置，且二者并列安装在牵引电机下方的机架上，牵引电机的输出端与主辊轮连接传动；所述缆绳依次缠绕于主辊轮和副辊轮上，其另一端绕过所述被动牵引部分，呈双向封闭环形结构。
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