CN113029282B - 一种水利工程管理用水位监测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水利工程管理用水位监测装置及其方法，包括放置于水体底部的水压感应筒及与其连通的L型立管，所述水压感应筒包括筒体和隔离膜，所述L型立管通过平衡孔与筒体内部连通；所述导通管由若干绝缘管和导体环间隔式固定组合而成，若干所述导体环由一对对立设置的C型导体片及将其固定连接的绝缘块组成，所述水位警示灯固定设置于警示灯安装管内，本发明采用压力感应式方式测量液位高度，相较于浮球式测量方式，不容易受到液面起伏影响，相较于压力式液位传感器而言，结构简单，能够将外部大气压强进行平衡，从而规避了大气压强变化带来的影响，度数稳定、精确，适合广泛推广。

Description

一种水利工程管理用水位监测装置及其方法

技术领域

本发明涉及水利水位监测技术领域，具体为一种水利工程管理用水位监测装置及其方法。

背景技术

现有技术中申请号为“CN201811371115.6”的一种水利水位监测桩，涉及水利工程技术领域，包括监测桩本体，所述监测桩本体的上表面固定连接有保护箱，保护箱的右侧设置有水位展示机构，保护箱的左侧设置有漂浮机构，保护箱的上方安装有风向展示机构，风向展示机构的左侧安装有风速展示机构，水位展示机构包括第一通孔、第一支架、第一活动销、齿轮、指针、第一支撑杆、第二支撑杆和标尺。该水利水位监测桩，通过第一支撑杆和第二支撑杆相互靠近的一侧面固定连接有标尺，以及齿轮右侧面固定连接的指针之间相配合，能够对水位的深浅进行精确的展示，有效方便技术人员进行观察，能够使技术人员精准的判断水位的深度，有效提高监测装置整体的使用效果。

但是上述该水利水位监测桩及现有技术在使用过程中仍然存在较为明显的缺陷：1、上述及现有的水位监测装置通常采用浮球式水位监测方法，此种检测方式受到液面瞬时变化影响较大，当水面受到风浪影响出现起伏变化时，浮球的起伏变化较大容易损伤整个检测装置，同时浮球的变化导致水位监测数据摇摆不定，进而影响观察及数据的记录；2、现有技术中公开了压力式液位传感器的相关技术，通过压力传感器在液面以下受到的压力计算出液面高度，但此种压力式液位传感器内部设置有多种电器元件，容易受到损坏的同时成本较高，且由于不同海拔高度和气压的变化，压力式液位传感器容易受到大气压强的影响导致的度数误差，从而影响检测精确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水利工程管理用水位监测装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水利工程管理用水位监测装置，包括放置于水体底部的水压感应筒及与其连通的L型立管，所述水压感应筒包括筒体和隔离膜，所述隔离膜将筒体内部填充的液体介质与筒体外部的水体隔离，所述L型立管为中空结构，所述水压感应筒底部贯穿开设有平衡孔，所述L型立管通过平衡孔与筒体内部连通；

所述L型立管延伸至水面以上，所述L型立管上端与导通管连通，所述导通管由若干绝缘管和导体环间隔式固定组合而成，所述导通管内活动设置有漂浮式导通块，所述漂浮式导通块上设置有两条导通带，若干所述导体环由一对对立设置的C型导体片及将其固定连接的绝缘块组成，同一所述导体环两侧的C型导体片连接在对应的断开电路内，同一所述导体环形成的断开电路内均设置有对应的水位警示灯，同一所述导体环所在的断开电路通过与导通带的接触形成闭合电路，所述漂浮式导通块随导通管内液体介质的升降而升降，所述导通管外固定套设有警示灯安装管，所述水位警示灯固定设置于警示灯安装管内，各个所述导体环形成的断开电路并联设置于由蓄电池组成的供电电路内。

优选的，所述警示灯安装管顶部固定安装有闪光报警器，所述闪光报警器设置于顶部的导体环所在的断开电路内。

优选的，所述警示灯安装管外侧还固定安装有一对光伏太阳能板。

优选的，所述水压感应筒底部的平衡孔内设置有一对限流稳定块。

一种水利工程管理用水位监测方法，采用上述的水利工程管理用水位监测装置，包括以下步骤：

步骤一：将水压感应筒安装于水体底部，将警示灯安装管安装于水面以上位置；

步骤二：当水位上涨时，根据F=ρghs可知，隔离膜受到的压力增大，从而压迫内部的液体介质通过平衡孔向L型立管和导通管内转移，进而导致导通管内的液位上升；

步骤三：由于漂浮式导通块漂浮设置在液体介质上，液位上升带动漂浮式导通块上升，漂浮式导通块上升过程中通过其上设置的导通带将与其接触的导体环所在的断开电路进行导通，从而驱动闭合电路内对应的水位警示灯发光，通过水位警示灯发光提示观察人员水位高地，当水位上升至警戒水位以上时，漂浮式导通块在控制对应的水位警示灯发光的同时还控制闪光报警器工作，从而对过往人员及观察人员进行报警提示；

步骤四：当水位下降后，漂浮式导通块下降，从而解除相应的水位警示灯发光和闪光报警器工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用压力感应式方式测量液位高度，水压感应筒设置于水体底部，相较于浮球式测量方式，不容易受到液面起伏影响，从而读数更加稳定；

2、本发明采用机械结构式压力感应装置，相较于压力式液位传感器而言，结构简单，成本较低，同时通过L型立管的设置，将外部大气压强进行平衡，从而规避了大气压强变化带来的影响，提高了监测精度。

本发明采用压力感应式方式测量液位高度，相较于浮球式测量方式，不容易受到液面起伏影响，相较于压力式液位传感器而言，结构简单，能够将外部大气压强进行平衡，从而规避了大气压强变化带来的影响，度数稳定、精确，适合广泛推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的导通管及漂浮式导通块结构示意图；

图3为本发明的整体电路示意图；

图4为本发明的A区域放大结构示意图；

图5为本发明的B区域放大结构示意图；

图6为本发明的导体环结构示意图。

图中：1水压感应筒、2 L型立管、3筒体、4隔离膜、5平衡孔、6导通管、7绝缘管、8导体环、9漂浮式导通块、10导通带、11 C型导体片、12水位警示灯、13警示灯安装管、14闪光报警器、15光伏太阳能板、16限流稳定块、17蓄电池、18绝缘块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：

一种水利工程管理用水位监测装置，包括放置于水体底部的水压感应筒1及与其连通的L型立管2，水压感应筒1包括筒体3和隔离膜4，隔离膜4将筒体3内部填充的液体介质与筒体3外部的水体隔离，L型立管2为中空结构，水压感应筒1底部贯穿开设有平衡孔5，L型立管2通过平衡孔5与筒体3内部连通；

本发明的筒体3内部填充有纯水，根据U型管原理，筒体3与L型立管2内液位保持一致，再向L型立管2纯水液位上方加注绝缘油，直至绝缘油延伸至导通管6内，由于绝缘油和纯水的密度不同，在L型立管2和筒体3内形成液位差，平衡孔5的作用用于平衡水压感应筒1与L型立管2两侧的压强；

L型立管2延伸至水面以上，L型立管2上端与导通管6连通，导通管6由若干绝缘管7和导体环8间隔式固定组合而成，导通管6内活动设置有漂浮式导通块9，漂浮式导通块9上设置有两条导通带10，若干导体环8由一对对立设置的C型导体片11及将其固定连接的绝缘块18组成，同一导体环8两侧的C型导体片11连接在对应的断开电路内，同一导体环8形成的断开电路内均设置有对应的水位警示灯12，同一导体环8所在的断开电路通过与导通带10的接触形成闭合电路，漂浮式导通块9随导通管6内液体介质的升降而升降，导通管6外固定套设有警示灯安装管13，水位警示灯12固定设置于警示灯安装管13内，本发明的导通管6上方与大气环境连通，从而规避了大气压强变化带来的影响。

当水位上升时，水体对隔离膜4压力增大，隔离膜4下降使得筒体3内部的纯水进入L型立管2内，从而推动绝缘油上升，利用绝缘油的上升带动漂浮式导通块9上升，从而导通接触处的导体环8所在的断开电路，本发明的水位警示灯12从上至下颜色不同，从上至下的水位警示灯12颜色依次为红黄蓝绿，每个颜色区间内的亮度有明暗之分，从而观察者根据水位警示灯12颜色即可判定水位所处的区间；

作为一个优选，警示灯安装管13顶部固定安装有闪光报警器14，闪光报警器14设置于顶部的导体环8所在的断开电路内，通过设置闪光报警器14从而当水位涨至警戒水位后，闪光报警器14配合水位警示灯12工作能够及时告知观察者水位异常。

作为一个优选，警示灯安装管13外侧还固定安装有一对光伏太阳能板15，通过光伏太阳能板15向蓄电池17供电。

作为一个优选，水压感应筒1底部的平衡孔5内设置有一对限流稳定块16，利用限流稳定块限制L型立管2和水压感应筒1液位的快速变动，当水面液位起伏不定时，隔离膜4受到的短时间的压力变化受到限流稳定块16阻挡的流速影响，从而导致导通管6内液位变化不大，从而有效削弱水面高度起伏不定的影响。

一种水利工程管理用水位监测方法，采用上述的水利工程管理用水位监测装置，包括以下步骤：

步骤一：将水压感应筒1安装于水体底部，将警示灯安装管13安装于水面以上位置；

步骤二：当水位上涨时，根据F=ρghs可知，隔离膜4受到的压力增大，从而压迫内部的液体介质通过平衡孔5向L型立管2和导通管6内转移，进而导致导通管6内的液位上升；

步骤三：由于漂浮式导通块9漂浮设置在液体介质上，液位上升带动漂浮式导通块9上升，漂浮式导通块9上升过程中通过其上设置的导通带10将与其接触的导体环8所在的断开电路进行导通，从而驱动闭合电路内对应的水位警示灯12发光，通过水位警示灯12发光提示观察人员水位高地，当水位上升至警戒水位以上时，漂浮式导通块9在控制对应的水位警示灯12发光的同时还控制闪光报警器14工作，从而对过往人员及观察人员进行报警提示；

步骤四：当水位下降后，漂浮式导通块9下降，从而解除相应的水位警示灯12发光和闪光报警器14工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种水利工程管理用水位监测装置，包括放置于水体底部的水压感应筒（1）及与其连通的L型立管（2），其特征在于：所述水压感应筒（1）包括筒体（3）和隔离膜（4），所述隔离膜（4）将筒体（3）内部填充的液体介质与筒体（3）外部的水体隔离，所述L型立管（2）为中空结构，所述水压感应筒（1）底部贯穿开设有平衡孔（5），所述L型立管（2）通过平衡孔（5）与筒体（3）内部连通；

所述L型立管（2）延伸至水面以上，所述L型立管（2）上端与导通管（6）连通，所述导通管（6）由若干绝缘管（7）和导体环（8）间隔式固定组合而成，所述导通管（6）内活动设置有漂浮式导通块（9），所述漂浮式导通块（9）上设置有两条导通带（10），若干所述导体环（8）由一对对立设置的C型导体片（11）及将其固定连接的绝缘块（18）组成，同一所述导体环（8）两侧的C型导体片（11）连接在对应的断开电路内，同一所述导体环（8）形成的断开电路内均设置有对应的水位警示灯（12），同一所述导体环（8）所在的断开电路通过与导通带（10）的接触形成闭合电路，所述漂浮式导通块（9）随导通管（6）内液体介质的升降而升降，所述导通管（6）外固定套设有警示灯安装管（13），所述水位警示灯（12）固定设置于警示灯安装管（13）内，各个所述导体环（8）形成的断开电路并联设置于由蓄电池（17）组成的供电电路内。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程管理用水位监测装置，其特征在于：所述警示灯安装管（13）顶部固定安装有闪光报警器（14），所述闪光报警器（14）设置于顶部的导体环（8）所在的断开电路内。

3.根据权利要求1所述的一种水利工程管理用水位监测装置，其特征在于：所述警示灯安装管（13）外侧还固定安装有一对光伏太阳能板（15）。

4.根据权利要求1所述的一种水利工程管理用水位监测装置，其特征在于：所述水压感应筒（1）底部的平衡孔（5）内设置有一对限流稳定块（16）。

5.一种水利工程管理用水位监测方法，采用权利要求1-4任意一项所述的水利工程管理用水位监测装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将水压感应筒（1）安装于水体底部，将警示灯安装管（13）安装于水面以上位置；

步骤二：当水位上涨时，根据F=ρ·ghs可知，隔离膜（4）受到的压力增大，从而压迫内部的液体介质通过平衡孔（5）向L型立管（2）和导通管（6）内转移，进而导致导通管（6）内的液位上升；

步骤三：由于漂浮式导通块（9）漂浮设置在液体介质上，液位上升带动漂浮式导通块（9）上升，漂浮式导通块（9）上升过程中通过其上设置的导通带（10）将与其接触的导体环（8）所在的断开电路进行导通，从而驱动闭合电路内对应的水位警示灯（12）发光，通过水位警示灯（12）发光提示观察人员水位高地，当水位上升至警戒水位以上时，漂浮式导通块（9）在控制对应的水位警示灯（12）发光的同时还控制闪光报警器（14）工作，从而对过往人员及观察人员进行报警提示；

步骤四：当水位下降后，漂浮式导通块（9）下降，从而解除相应的水位警示灯（12）发光和闪光报警器（14）工作。