CN113124961A - 一种用于河流封冻期的追距式水位计 - Google Patents

一种用于河流封冻期的追距式水位计 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于河流封冻期的追距式水位计，属于水位测量技术领域。解决的是冰封期水位测验难度大、测验数据误差大的问题。包括监测井装置、水位仪追距装置和保温罩，保温罩设置在冰孔对应位置的上侧；监测井装置包括冰孔固定器、外侧管、保温填充物、加热线圈、内侧管和滑道，外侧管、保温填充物、加热线圈、内侧管由外到内顺次安装，内侧管内连接滑道，外侧管两端连接监测井装置，监测井装置与冰孔壁连接；水位仪追距装置包括浮漂、滑块、连接板和超声波测水位探头，连接板与滑块连接，连接板分别连接浮漂和超声波测水位探头，滑块与滑道连接。数据更加直观，更加准确。

Description

一种用于河流封冻期的追距式水位计
技术领域
本发明涉及一种河流封冻期的追距式水位计，属于水位测量技术领域。
背景技术
水位测验与人类社会生活和生产关系密切。水利工程的规划、设计、施工和管理需要水位测验；桥梁、港口、航道、给排水等工程建设也需水位测验；防汛抗旱中，水位测验更为重要，它是水文预报和水文情报的依据；水位测验对水位流量关系的研究和河流泥沙、冰情等的分析都极为重要；自动测验装置在封冻期受低温影响大，误差极大，例如雷达水位计，无法测量探头至水面的距离，压力水位计无法测流正常流态的压力，气泡水位计感知气压的能力也减弱，数据严重失真；人工测验一般是将水尺周围的冰层打开，待水命平静后观读水面的水位，测验难度大。
因此，亟需提出一种用于河流封冻期的追距式水位计，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明研发解决的是冰封期水位测验难度大、测验数据误差大的问题。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。
本发明的技术方案：
一种用于河流封冻期的追距式水位计，包括监测井装置、水位仪追距装置和保温罩，所述监测井装置设置在冰孔中，监测井装置与水位仪追距装置连接，保温罩设置在冰孔对应位置的上侧；
所述监测井装置包括冰孔固定器、外侧管、保温填充物、加热线圈、内侧管和滑道，外侧管、保温填充物、加热线圈、内侧管由外到内顺次安装，内侧管内连接滑道，外侧管的外壁两端均匀连接多个冰孔固定器，冰孔固定器与冰孔壁连接；
所述水位仪追距装置包括浮漂、滑块、连接板和超声波测水位探头，连接板与滑块连接，连接板上部连接浮漂，连接板下部连接超声波测水位探头，滑块与滑道连接。
优选的：所述连接板为多边形或与内侧管配合的圆形。
优选的：所述滑道圆周阵列布置或对称布置在内侧管内壁上，连接板与滑道对应位置连接有滑块。
优选的：还包括数据发射增益天线和数据采集器，所述数据发射增益天线与数据采集器电性连接，数据采集器与超声波测水位探头电性连接。
优选的：所述数据采集器位于保温罩的上侧，数据发射增益天线伸出保温罩并通过4G或5G网络与水情接收平台连接。
本发明具有以下有益效果：
本装置主要用于河流封冻期的水位测验工作，河流封冻期有冰层为载体，浮漂可以使水位仪追距装置的径向位置根据水面的高度变化浮动，监测井装置内的滑道与滑块的连接实现对水位仪追距装置轴向位置的限制，能够限制水位仪追距装置的浮动范围；
超声波测水位探头直接与水面接触，直接测得水深，与人工测量水位的方法一致，极为接近真值，超声波测水位探头是测量水面到水底的距离，数据更加直观，更加准确。
附图说明
图1是一种用于河流封冻期的追距式水位计的结构示意图；
图2是监测井装置的结构示意图；
图3是水位仪追距装置的结构示意图；
图4是保温罩的结构示意图；
图5是冰孔固定器与外侧管的铰接示意图。
图中1-监测井装置，2-水位仪追距装置，3-保温罩，11-冰孔固定器，12-外侧管，13-保温填充物，14-加热线圈，15-内侧管，16-滑道，22-浮漂，23-滑块，24-连接板，25-超声波测水位探头，10-数据发射增益天线，20-数据采集器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
具体实施方式一：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种用于河流封冻期的追距式水位计，包括监测井装置1、水位仪追距装置2和保温罩3，所述监测井装置1设置在冰孔中，监测井装置1与水位仪追距装置2连接，保温罩3设置在冰孔对应位置的上侧，使装置免受低温影响；
所述监测井装置1包括冰孔固定器11、外侧管12、保温填充物13、加热线圈14、内侧管15和滑道16，外侧管12、保温填充物13、加热线圈14、内侧管15由外到内顺次安装，内侧管15内连接滑道16，外侧管12的外壁两端均匀连接多个冰孔固定器11，冰孔固定器11与冰孔壁通过轴连接，冰孔固定器11可根据冰孔的大小进行开度的调节，达到监测井装置1的固定，加热线圈14由电源供电，防止结冰封冻，节约人力，观测简便准确；
所述水位仪追距装置2包括浮漂22、滑块23、连接板24和超声波测水位探头25，连接板24与滑块23连接，连接板24上部连接浮漂22，连接板24下部连接超声波测水位探头25，滑块23与滑道16连接；本装置主要用于河流封冻期的水位测验工作，河流封冻期有冰层为载体，浮漂22可以使水位仪追距装置2的径向位置根据水面的高度变化浮动，监测井装置1内的滑道16与滑块23的连接实现对水位仪追距装置2轴向位置的限制，能够限制水位仪追距装置2的浮动范围，超声波测水位探头25直接与水面接触，直接测得水深，超声波测水位探头25与人工测量水位的方法一致，极为接近真值，是测量水面到水底的距离，数据更加直观，更加准确。
具体实施方式二：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的一种用于河流封冻期的追距式水位计，所述连接板24设置在内侧管15内部，连接板24为多边形或与内侧管15配合的圆形。
具体实施方式三：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的一种用于河流封冻期的追距式水位计，所述滑道16圆周阵列布置或对称布置在内侧管15内壁上，连接板24与滑道16对应位置连接有滑块23，使受力均匀，移动顺畅。
具体实施方式四：结合图1、图3、图4说明本实施方式，本实施方式的一种用于河流封冻期的追距式水位计，还包括数据发射增益天线10和数据采集器20，数据采集器20的型号为eISU-3060S，所述数据发射增益天线10与数据采集器20电性连接，数据采集器20与超声波测水位探头25电性连接；超声波测水位探头25发射超声波，超声波速度v与超声波发射时间与接收到回波的时间t的乘积即为水深h1，h1与河底高程h2的和即为测得的水位；超声波测水位探头25测得数据传输到数据采集器20，超声波为扩散波，因此会有仪器管壁的回波，数据采集器20会自动过滤掉这些数据，会以超声波反射时间最长的为准，收集到数据后通过4G或5G网络传输至水情接收平台，该装置在多种复杂气候条件下均适用。
具体实施方式五：结合图1、图3、图4说明本实施方式，本实施方式的一种用于河流封冻期的追距式水位计，所述数据采集器20位于保温罩3的上侧，数据发射增益天线10伸出保温罩3并通过4G或5G网络与水情接收平台连接。
具体实施方式六：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的一种用于河流封冻期的追距式水位计，还包括连接块31、凸轮调节器32、拉杆33、固定齿34、转动齿35、活动板36和固定板37，活动板36与连接块31通过扭簧轴连接,固定齿34通过固定板37与连接块31固定连接，拉杆33依次穿过活动板36、转动齿35、固定齿34、固定板37与凸轮调节器32连接，固定齿34与转动齿35可啮合，所述连接块31与外侧管12连接，转动齿35与冰孔固定器11连接；根据冰孔的大小，通过旋转转动齿35调整冰孔固定器11，在调节冰孔固定器11角度后，旋转凸轮调节器32，通过凸轮调节器32与固定板37相互作用使拉杆33向上运动，拉杆33的下端拉动活动板36向上运动，将转动齿35夹紧，从而使固定齿34与转动齿35啮合，达到防止冰孔固定器11在长期的漂浮过程中发生角度改变，影响其监测结果。
需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于河流封冻期的追距式水位计，其特征在于：包括监测井装置(1)、水位仪追距装置(2)和保温罩(3)，所述监测井装置(1)设置在冰孔中，监测井装置(1)与水位仪追距装置(2)连接，保温罩(3)设置在冰孔对应位置的上侧；
所述监测井装置(1)包括冰孔固定器(11)、外侧管(12)、保温填充物(13)、加热线圈(14)、内侧管(15)和滑道(16)，外侧管(12)、保温填充物(13)、加热线圈(14)、内侧管(15)由外到内顺次安装，内侧管(15)内连接滑道(16)，外侧管(12)的外壁两端均匀连接多个冰孔固定器(11)，冰孔固定器(11)与冰孔壁连接；
所述水位仪追距装置(2)包括浮漂(22)、滑块(23)、连接板(24)和超声波测水位探头(25)，连接板(24)与滑块(23)连接，连接板(24)上部连接浮漂(22)，连接板(24)下部连接超声波测水位探头(25)，滑块(23)与滑道(16)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于河流封冻期的追距式水位计，其特征在于：所述连接板(24)为多边形或与内侧管(15)配合的圆形。
3.根据权利要求2所述的一种用于河流封冻期的追距式水位计，其特征在于：所述滑道(16)圆周阵列布置或对称布置在内侧管(15)内壁上，连接板(24)与滑道(16)对应位置连接有滑块(23)。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于河流封冻期的追距式水位计，其特征在于：还包括数据发射增益天线(10)和数据采集器(20)，所述数据发射增益天线(10)与数据采集器(20)电性连接，数据采集器(20)与超声波测水位探头(25)电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于河流封冻期的追距式水位计，其特征在于：所述数据采集器(20)位于保温罩(3)内，数据发射增益天线(10)伸出保温罩(3)并通过4G或5G网络与水情接收平台连接。
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