CN112923995A - 一种防淤探头及水位计 - Google Patents

Abstract

本发明提供了涉及水位监测技术领域的一种防淤探头及水位计，其中，包括球座、壳体及探头本体；球座由两个半球体构成，在两半球体之间形成环状安装槽；壳体呈上小下大的形状，在壳体的上端设置有开口，壳体内形成空腔，在空腔内设置有S形盘管，S形盘管的一端开口朝上并经开口向外伸出，S形盘管的另一端开口向下；本发明通过设置两段柱塞，将水位计探头处的水与待测水域内的水隔离，使测量不受水质及流速影响，提高测量精度；通过设置双次过滤机构，水域内的杂质不会进入测量管内，提高测量精度，延长使用寿命。本发明测量精度高、使用寿命长，易于推广实施，具有良好的经济效益。

Description

一种防淤探头及水位计

技术领域

本发明涉及水位监测技术领域，具体地说是一种防淤探头及水位计。

背景技术

江河、水库、地下水、机电井等的水位变化需要大量的水位计来监测。水位计安装在监测点，通过自动测量定时上报和召测获得监测点的水位数据，对水位数据汇总分析可得到监测点的水位变化情况。水位计有很多种，其中气泡式水位计由于可以在漫滩长、管道转弯难以建设水位观测平台的条件下使用，而得到广泛的普及。

目前，压力水位计和气泡水位计在日常水位监测中得到了广泛应用，尤其是很多中小河流和中小水库水位监测采用其他方法时，由于自然条件和地形影响根本不具备安装条件，或者投资很大，或者施工困难，只有使用压力水位计和气泡水位计。但是压力水位计和气泡水位计有其致命的弱点，受水体含沙量、泥沙淤积、流速等影响极大。在安装时，水上部分容易施工，容易安装，但水下部分施工困难，或者根本无法施工。通常情况是将探头直接投入水下，或者安装在水管中直接深入水下。在日常使用过程中，一方面因为泥沙淤积，常常出现设施设备报废，使用寿命短，造成很大损失；另一方面，因为泥沙和流速影响，常常出现采集数据不稳定，误差大，无法使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种防淤探头及水位计，以解决现有的水位计受泥沙影响测量误差大的问题。

本发明是这样实现的：一种防淤探头，其中，包括球座、壳体及探头本体；

所述球座由两个半球体构成，在两所述半球体的中央分别设置一通孔，两所述通孔内均设置有轴承，在两所述通孔内分别设置有支撑管，两所述支撑管的一端分别设置于两所述轴承内；两所述半球体的平面相对，在两所述半球体之间形成环状安装槽；

所述壳体呈上小下大的形状，在所述壳体的上端设置有开口，所述壳体内形成空腔，在所述空腔内设置有S形盘管，所述S形盘管的一端开口朝上并经所述开口向外伸出，所述S形盘管的另一端开口向下；在所述壳体的下部设置有贯穿的连接管，所述连接管的两端分别与两个所述支撑管连通，所述支撑管的管壁与所述壳体的侧壁密封连接，在所述壳体的侧壁上均布设置有若干进水孔；

所述S形盘管包括第一支管、第二支管及第三支管，所述探头本体伸入所述第一支管内，所述第一支管与所述第二支管之间、所述第二支管与所述第三支管之间均设置有弧形连接管，在所述第二支管内设置有第一柱塞，在所述第三支管内设置有第二柱塞，在所述第二支管与所述第三支管之间的所述弧形连接管上设置有向外伸出的清洁液注入管。

优选的，所述轴承的外圆面与所述通孔的内壁固定连接，所述轴承的内圆面与所述支撑管的管壁过盈连接。

优选的，在所述第三支管的底部设置有过滤装置。

优选的，所述球座由金属材料制成。

优选的，在所述空腔的底部设置有配重。

优选的，所述壳体的底部呈圆弧状。

优选的，在所述第一支管至所述第一柱塞之间注入有清水，在所述第一柱塞及所述第二柱塞之间注入有含有清洁液的水。

优选的，在所述连接管的中心设置有与所述空腔连通的清洁管，在所述清洁管的端头设置有旋转喷头。

优选的，在所述通孔内设置有微型水泵，所述微型水泵的出水端与所述支撑管连通。

一种水位计，包过主机及线缆或PU管，其中，包括如权利要求1-9所述一种防淤探头。

采用上述技术方案，本发明通过设置两段柱塞，将水位计探头处的水与待测水域内的水隔离，使测量不受水质及流速影响，提高测量精度；通过设置双次过滤机构，水域内的杂质不会进入测量管内，提高测量精度，延长使用寿命；使用过程中探头姿态稳定，不易受水流速影响，避免线缆或PU管等发生故障；本发明测量精度高、使用寿命长，易于推广实施，具有良好的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧向剖视结构示意图。

图中：1—球座，2—壳体，201—开口，3—探头本体，4—半球体，5—通孔，6—轴承，7—支撑管，8—环状安装槽，9—空腔，10—S形盘管，1001—第一支管，1002—第二支管，1003—第三支管，1004—弧形连接管，11—连接管，12—进水孔，13—第一柱塞，14—第二柱塞，15—清洁液注入管，16—过滤装置，17—清洁管，18—旋转喷头，19—配重，20—微型水泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、图2所示，本发明提供了一种防淤探头，包括球座1、壳体2及探头本体3。

本发明的球座1由两个半球体4构成，在两半球体4的中央分别设置一通孔5，两通孔5内均设置有轴承6，在两通孔5内分别设置有支撑管7，两支撑管7的一端分别设置于两轴承6内；两半球体的平面相对，在两半球体之间形成环状安装槽8。作为一种实施例，轴承6的外圆面与通孔5的内壁固定连接，轴承6的内圆面与支撑管7的管壁过盈连接。设置支撑管7的目的在于，一方面，连个支撑管7可作为连接件，用来便于将两个半球体连接起来，使两半球体4之间形成环状安装槽8。另一方面，利用支撑管7与球座1外部连通，使待测水域内的水流入支撑管7内。

本发明的球座1用来作为探头本体3在水域内放置时的基座，优选的，球座1由金属材料制成，在重力作用下，球座入水后可尽量竖直下落直至水底，便于测量水体深度。

进一步的，本发明的壳体2呈上小下大的形状，如梯形、梨形、三角形等，在壳体2的上端设置有开口201，壳体2内形成空腔9，在壳体2的侧壁上均布设置有若干进水孔12。在壳体2浸没于水中后，水经进水孔12进入空腔9内，优选的，壳体2的底部呈圆弧状，在空腔9的底部设置有配重19。在壳体浸没于水中后，在其本身形状及配重作用下，壳体的开口端朝上。

由于进水孔12孔径较小，泥沙、石块等大颗粒杂质会被阻拦于壳体2的外部，防止其进入壳体后对探头本体等元件造成损害，相当于对水体进行一次过滤。在空腔9内设置有S形盘管10，S形盘管10的一端开口朝上并经壳体的开口向外伸出，S形盘管10的另一端开口向下。进一步的，S形盘管10包括第一支管1001、第二支管1002及第三支管1003，探头本体3伸入第一支管1001内，第一支管1001与第二支管1002之间、第二支管1002与第三支管1003之间设置有弧形连接管1004，优选的，S形盘管采用玻璃或透明PVC材料制成。

进一步的，在第二支管1002内设置有第一柱塞13，在第三支管1003内设置有第二柱塞14。第一柱塞13及第二柱塞14均呈圆柱状，其外径与第二支管1002及第三支管1003的内径相同，第一柱塞13级第二柱塞14可分别在第二支管1002及第三支管1003内滑动，优选的，两个柱塞可采用玻璃、PVC或橡胶材质。由于第一柱塞13及第二柱塞14的隔离作用，柱塞两侧的水体不能进行相互渗透。将探头本体3从第一支管1001的上端装入，在第一支管1001内注入清水，再将第一支管1001的管口封闭。在第二支管1002与第三支管1003之间的弧形连接管1004上设置有向外伸出的清洁液注入管15，经清洁液注入管15注入一定剂量的混合有清洁液及防腐剂的水，这部分水被封闭限制于第一柱塞13及第二柱塞14之间。进一步的，在第三支管1003的底部设置有过滤装置16，过滤装置16上设置有若干透水孔，进入空腔9内的水经过滤装置16二次过滤后进入第三支管1003中。在壳体2及探头本体3下降过程中，水压逐渐增大，第三支管1003内的水柱高度逐渐增高，在水压作用下，第二柱塞14上升，对混合有清洁液的部分水体产生压力，进而这部分水推动第一柱塞13下行，将水压力传递至第一支管1001中，第一支管1001内的探头本体3测量此时的压力值，从而测算出水体深度。

由于待测水体中存在微生物等细微杂质，如果由水体直接接触探头本体，则会降低探头本体的测量精度，在两个柱塞的作用下，待测水体可进入第三支管中并将压力通过中部的混合有清洁液的水传递至第一支管的清水中，三部分水体不会互相渗透，可提高探头本体3测量的精确度，并延长装置的使用寿命。在两个柱塞移动过程中，中部的含有清洁液的水可对其能接触到的管体进行清洁，进一步提高测量的准确性。

进一步的，本发明在壳体2的下部设置有贯穿的连接管11，连接管11的两端与支撑管7的两个支管连通，连接管11的管壁与壳体2的侧壁密封连接，可采用注塑或熔炼等方式在壳体2内加工出连接管11，进一步的，在连接管11的中心设置有与空腔9连通的清洁管17，在清洁管17的端头设置有旋转喷头18。经连接管11、支撑管7及轴承6的支撑作用，壳体2可以连接管11为中心相对于球座旋转，在装置浸没于水中后，在水的重力及配重的重力作用下，壳体2将旋转至开口向上的状态并保持。

进一步的，在球座1的通孔5内放置有微型水泵20，一个所述支撑管7的管口封闭，另一个支撑管7与微型水泵20的出水端连通。通过微型水泵20泵入的高压水经支撑管7级清洁管17后进入壳体2内，旋转喷头18受压旋转，并将高压水以旋流状态喷入空腔9中。在壳体2内聚集的杂质过多时，开启微型水泵20，旋转喷头18旋转喷洒，可将壳体2内的杂质由腔体表面冲下，并经进水孔12排出，防止杂质堵塞，降低测量精度。

本发明还提供了一种水位计，包过主机及线缆或PU管，包括如权利要求1-9一种防淤探头。其中，主机设置于堤岸等位置，防淤探头通过线缆或PU管与主机连接。

本发明的操作方法为：将S形盘管10安装入壳体2内，在壳体2的开口处设置塞子将S形盘管10固定，经第一支管1001的上端将探头本体3安装于第一支管1001内。经第一支管1001的开口及清洁液注入管15同时向S形盘管10内分别注入清水及含有清洁液的水，然后将两个管口封死，清水区及混合水区内压力平衡。通过绳索等将壳体2放至水中，由于球座由金属材料制成，在其自重作用下不断下沉，直至落至水域底部。在下放过程中，需要注意计算与探头本体连接的线缆或PU管长度。

水域内的水经进水孔12流入壳体2中。球座1在重力作用下陷于水域底部的淤泥中，将探头测量位置固定。壳体在轴承及支撑管作用下旋转，直至转至开口向上的姿态。

经过壳体2的一次过滤，大颗粒杂质被排除在壳体2的外部，进入壳体2后，水经过滤装置16流入S形盘管10中，过滤装置16进一步滤除水中的细小杂质。滤下的细小杂质一部分沉降于壳体底部，进一步保持壳体姿态的稳定性，另一部分附着于壳体内壁及S形盘管外壁上。水进入第三支管内，在水压作用西，推动第二柱塞及第一柱塞移动，直至第一支管内水压与第三支管内水压平衡，此时探头本体3检测到的即为水域底部的水压，经测算后即可测出水域深度。在经过一段时间的测算后，壳体内积累的杂质较多，此时开启微型水泵，高压水流经清洁管及旋转喷头喷出，高压水流将壳体内的杂质冲刷下来之后，经进水管排出。

本发明通过设置两段柱塞，将水位计探头处的水与待测水域内的水隔离，使测量不受水质及流速影响，提高测量精度；通过设置双次过滤机构，水域内的杂质不会进入测量管内，提高测量精度，延长使用寿命。本发明测量精度高、使用寿命长，易于推广实施，具有良好的经济效益。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种防淤探头，其特征是，包括球座、壳体及探头本体；

所述球座由两个半球体构成，在两所述半球体的中央分别设置一通孔，两所述通孔内均设置有轴承，在两所述通孔内分别设置有支撑管，两所述支撑管的一端分别设置于两所述轴承内；两所述半球体的平面相对，在两所述半球体之间形成环状安装槽；

所述壳体呈上小下大的形状，在所述壳体的上端设置有开口，所述壳体内形成空腔，在所述空腔内设置有S形盘管，所述S形盘管的一端开口朝上并经所述开口向外伸出，所述S形盘管的另一端开口向下；在所述壳体的下部设置有贯穿的连接管，所述连接管的两端分别与两个所述支撑管连通，所述支撑管的管壁与所述壳体的侧壁密封连接，在所述壳体的侧壁上均布设置有若干进水孔；

所述S形盘管包括第一支管、第二支管及第三支管，所述探头本体伸入所述第一支管内，所述第一支管与所述第二支管之间、所述第二支管与所述第三支管之间均设置有弧形连接管，在所述第二支管内设置有第一柱塞，在所述第三支管内设置有第二柱塞，在所述第二支管与所述第三支管之间的所述弧形连接管上设置有向外伸出的清洁液注入管。

2.根据权利要求1所述的一种防淤探头，其特征是，所述轴承的外圆面与所述通孔的内壁固定连接，所述轴承的内圆面与所述支撑管的管壁过盈连接。

3.根据权利要求1所述的一种压力水位计，其特征是，在所述第三支管的底部设置有过滤装置。

4.根据权利要求1所述的一种防淤探头，其特征是，所述球座由金属材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种防淤探头，其特征是，在所述空腔的底部设置有配重。

6.根据权利要求1所述的一种防淤探头，其特征是，所述壳体的底部呈圆弧状。

7.根据权利要求1所述的一种防淤探头，其特征是，在所述第一支管至所述第一柱塞之间注入有清水，在所述第一柱塞及所述第二柱塞之间注入有含有清洁液的水。

8.根据权利要求1所述的一种防淤探头，其特征是，在所述连接管的中心设置有与所述空腔连通的清洁管，在所述清洁管的端头设置有旋转喷头。

9.根据权利要求8所述的一种防淤探头，其特征是，在所述通孔内设置有微型水泵，所述微型水泵的出水端与所述支撑管连通。

10.一种水位计，包过主机及线缆/PU管，其特征是，包括如权利要求1-9所述一种防淤探头。

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