CN115638851A - 沿转折面设置压力式电测水位计的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沿转折面设置压力式电测水位计的装置和方法，包括：测量管以及设置于所述测量管内部的压力式电测水位计；在转折面的每段平面区域设置所述测量管直线段；在转折面的每个转角区域设置所述测量管可拆卸转角；各个所述测量管直线段和各个所述测量管可拆卸转角均同轴设置，并且，所述测量管可拆卸转角的两端，分别与对应的所述测量管直线段的一端可拆卸密封连接。优点为:(1)解决了在带转角的测量管中难以投放水位计和后期无法维修更换水位计的监测技术难题；(2)增加了压力式电测水位计的设置灵活性，降低了选择点位的难度；(3)打破了不在转折面设置压力式电测水位计的常规，拓展了一种沿转折面设置压力式电测水位计的方法。

Description

沿转折面设置压力式电测水位计的装置和方法

技术领域

本发明属于水利水电工程安全监测技术领域，具体涉及一种沿转折面设置压力式电测水位计的装置和方法。

背景技术

水利水电工程的水位监测是一项重要的监测项目，且需要实现水位的自动化监测。常规的做法是：沿无转折的竖直面或陡斜面设置通长的水位计测量直管，然后从上端管口投放压力式电测水位计，这种做法在水位变幅大的水库尤其是抽水蓄能电站尤为普遍，但不适用于转折面。为实现碳达峰、碳中和战略目标，可再生能源发电的规模快速提升，推动了储能行业的发展，抽水蓄能电站将迎来建设高峰，库址条件更为复杂多样，转折面非常普遍，所以，亟需一种针对转折面设置压力式电测水位计的方法，实现对转折面位置的水位监测。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种沿转折面设置压力式电测水位计的装置和方法，解决了在带转角的测量管中难以投放水位计和后期无法维修更换水位计的监测技术难题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种沿转折面设置压力式电测水位计的装置，包括：测量管以及设置于所述测量管内部的压力式电测水位计；

所述测量管包括测量管直线段和测量管可拆卸转角；

在转折面的每段平面区域设置所述测量管直线段；在转折面的每个转角区域设置所述测量管可拆卸转角；各个所述测量管直线段和各个所述测量管可拆卸转角均同轴设置，并且，所述测量管可拆卸转角的两端，分别与对应的所述测量管直线段的一端可拆卸密封连接。

优选的，每个所述测量管可拆卸转角包括测量弯管、前端哈夫节和后端哈夫节；

所述测量弯管的前端与所述前端哈夫节的后端可拆卸密封连接；所述前端哈夫节的前端与其前方相邻的所述测量管直线段的后端可拆卸密封连接；

所述测量弯管的后端与所述后端哈夫节的前端可拆卸密封连接；所述后端哈夫节的后端与其后方相邻的所述测量管直线段的前端可拆卸密封连接。

优选的，所述可拆卸密封连接为：采用螺栓连接，并在接口处配置密封橡胶。

优选的，所述测量弯管的转弯角度，与所在转折面的转角形状匹配，并在所述测量弯管的两端延伸出用于与所述前端哈夫节和所述后端哈夫节组装的直段。

优选的，所述测量管沿所述转折面设置，并埋设在所述转折面的结构表层内部；或者，所述测量管沿所述转折面设置，并固定于所述转折面的表面。

优选的，所述测量管埋设在所述转折面的结构表层内部时，在所述转折面的对应于每个所述测量管可拆卸转角的位置，设置检修坑槽。

优选的，沿所述测量管轴线的长度方向，所述检修坑槽与相邻的测量管直线段的接口端的距离，大于哈夫节长度的一半；

所述检修坑槽的宽度，大于所述哈夫节的最大宽度；

所述检修坑槽的深度，低于所述哈夫节下表面。

优选的，所述测量管穿过与所述压力式电测水位计连接的电缆；

在所述测量管的顶端设置管口保护装置。

本发明还提供一种沿转折面设置压力式电测水位计的装置的方法，压力式电测水位计采用以下方法投放：

将检验率定好的压力式电测水位计采用钢丝绳与之连接，并将电缆与钢丝绳绑扎，然后将压力式电测水位计放入水中浸泡透水石饱和待用；

拆卸测量管可拆卸转角的哈夫节，打开哈夫节，打开测量管口保护装置及测量管口保护装置管顶端管盖；对于设置检修坑槽的场景，只取出哈夫节上半部，其下半部留在连接部位的检修坑槽底部；

将压力式电测水位计从最底部一段的测量管直线段的上面端口，下放至监测位置并用钢丝固定牢靠；

将与钢丝绳绑扎好的压力式电测水位计的电缆自下而上，依次穿过测量管直线段和测量管可拆卸转角，最终从测量管顶端管口穿出；

检测压力式电测水位计正常工作后，将哈夫节及密封橡胶初装回原可拆卸转角的连接部位，调整好测量弯管位置，上紧哈夫节螺栓；

复检压力式电测水位计正常工作后，盖紧测量管顶端管盖同时固定好管口电缆，将水位计电缆接长敷设至设计指定位置或监测站，锁闭测量管口保护装置。

优选的，还包括压力式电测水位计的更换方法，包括以下步骤：

待水位下降至最低的测量管转角高程以下，且稳定时间足够更换压力式电测水位计；

将检验率定好的新压力式电测水位计采用钢丝绳与之连接并将电缆与钢丝绳绑扎，然后将新压力式电测水位计放入水中浸泡透水石饱和待用；

打开测量管口保护装置，解除被更换的旧压力式电测水位计电缆接头，打开测量管顶端管盖，松开管口电缆；

拆卸测量管转角处的测量管可拆卸转角的哈夫节的螺栓，打开哈夫节；对于设置检修坑槽的测量管，只取出哈夫节上半部，其下半部留在连接部位的检修坑槽底部；

在最底部一段的测量管直线段的上面端口处，解除固定的钢丝，将被更换的旧压力式电测水位计及其相连的钢丝和电缆从测量管中抽出；

将新压力式电测水位计从最底部一段的测量管直线段的上面端口，下放至监测位置并用钢丝固定牢靠；

将与钢丝绳绑扎好的新压力式电测水位计的监测电缆自下而上，依次穿过测量管直线段和测量管可拆卸转角，最终从测量管顶端管口穿出；

检测新压力式电测水位计正常工作后，将哈夫节及密封橡胶初装回原可拆卸转角的连接部位，调整好测量弯管位置，上紧哈夫节螺栓；

复检新压力式电测水位计正常工作后，盖紧测量管顶端管盖同时固定好管口电缆，将新压力式电测水位计电缆与原接头处的监测信号传输电缆连接好，锁闭测量管口保护装置。

本发明提供的沿转折面设置压力式电测水位计的装置和方法具有以下优点：

(1)解决了在带转角的测量管中难以投放水位计和后期无法维修更换水位计的监测技术难题；

(2)增加了压力式电测水位计的设置灵活性，降低了选择点位的难度；

(3)打破了不在转折面设置压力式电测水位计的常规，拓展了一种沿转折面设置压力式电测水位计的方法。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的沿转折面设置压力式电测水位计的装置的结构图；

图2为图1中转角区域的局部放大图；

图3为本发明实施例二提供的沿转折面设置压力式电测水位计的装置的结构图；

图4为图3中转角区域的局部放大图。

图中，1—压力式电测水位计；2—监测电缆；3—哈夫节；4—测量弯管；5—测量直管；6—管口保护装置；7—结构表层；8—检修坑槽。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的沿转折面设置压力式电测水位计的装置和方法，尤其用于抽水蓄能电站水位自动化监测时的装置和方法，通过在水位计测量管转角处设置特殊连接结构，对预埋测量管在特殊连接结构处设置检修坑槽，从而解决在带转角的测量管中难以投放水位计和后期无法维修更换水位计的监测技术难题，打破了不在转折面设置压力式电测水位计的常规。

本发明提供的沿转折面设置压力式电测水位计的装置和方法，主要包括沿转折面设置压力式电测水位计的装置的结构、压力式电测水位计的投放方法和压力式电测水位计的更换方法三个部分。

本发明提供的沿转折面设置压力式电测水位计的装置，如图1-图4所示，包括：测量管以及设置于所述测量管内部的压力式电测水位计1；测量管穿过与压力式电测水位计1连接的监测电缆2；在测量管的顶端设置管口保护装置6。

所述测量管包括测量管直线段和测量管可拆卸转角；测量管直线段即为图中的测量直管5。

其中，在转折面的每段平面区域设置所述测量管直线段；在转折面的每个转角区域设置所述测量管可拆卸转角；各个所述测量管直线段和各个所述测量管可拆卸转角均同轴设置，并且，所述测量管可拆卸转角的两端，分别与对应的所述测量管直线段的一端可拆卸密封连接。

作为一个具体实现方式，每个所述测量管可拆卸转角包括测量弯管4、前端哈夫节和后端哈夫节；本发明中，哈夫节为哈夫直节，在图中用3代表哈夫节；所述测量弯管4的前端与所述前端哈夫节的后端可拆卸密封连接；所述前端哈夫节的前端与其前方相邻的所述测量管直线段的后端可拆卸密封连接；

前端哈夫节、测量弯管4和后端哈夫节顺次连接；即：所述测量弯管4的后端与所述后端哈夫节的前端可拆卸密封连接；所述后端哈夫节的后端与其后方相邻的所述测量管直线段的前端可拆卸密封连接。

本发明中，可拆卸密封连接方式包括但不限于：采用螺栓连接，并在接口处配置密封橡胶。

所述测量弯管4的转弯角度，与所在转折面的转角形状匹配，并在所述测量弯管4的两端延伸出用于与所述前端哈夫节和所述后端哈夫节组装的直段。

实际应用中，在测量弯管4两端留出足够长的直段以便与哈夫节组装，哈夫节及其螺栓均采用不锈钢材质或其他防腐防锈措施，并在接口处配置密封橡胶，以适应水下环境，防止锈蚀。

本发明中，测量管具有两个安装方式：

如图1和图2所示，为测量管一种安装方式的示意图。此种连接方式中，测量管沿所述转折面设置，并埋设在所述转折面的结构表层7内部；当测量管埋设在所述转折面的结构表层7内部时，在所述转折面的对应于每个所述测量管可拆卸转角的位置，设置检修坑槽8，以方便投放或更换压力式电测水位计1及其监测电缆。

检修坑槽8的尺寸应便于可拆卸转角的拆装，具体为：

沿所述测量管轴线的长度方向，所述检修坑槽8与相邻的测量管直线段的接口端的距离，大于哈夫节长度的一半；所述检修坑槽8的宽度，大于所述哈夫节的最大宽度；所述检修坑槽8的深度，低于所述哈夫节下表面。

作为一个具体实施例：检修坑槽8可采用以下尺寸：

检修坑槽8沿测量管轴线的长度方向，两端距相应的测量直管5接口端不小于哈夫节长度的一半再加至少1cm，检修坑槽8的宽度应大于哈夫节最大宽度，两侧裕量均不小于5cm，且总宽度不宜小于30cm，检修坑槽8的深度，应使其底面距安装后的哈夫节下表面最近近距离不小于2cm。

如图3和图4所示，为测量管另一种安装方式的示意图。此种连接方式中，测量管沿所述转折面设置，并固定于所述转折面的表面。

本发明提供一种压力式电测水位计投放方法，包括以下步骤：

投放前应对压力式电测水位计1进行检验率定，确保仪器完好准确。将检验率定好的压力式电测水位计1采用不锈钢钢丝绳与之连接，并将电缆与钢丝绳绑扎，使钢丝绳承受水位计和电缆的自重，然后将压力式电测水位计1放入水中浸泡透水石饱和待用，确保排出透水石的气体以使水压力直接作用在水位计承压膜上；

上述准备工作妥当后，拆卸测量管转角处的可拆卸转角的哈夫节的螺栓，打开哈夫节，打开测量管口保护装置6及测量管口保护装置6管顶端管盖；对于设置检修坑槽8的场景，即：对于图1所示方式一设置检修坑槽8的测量管，可只取出哈夫节上半部，其下半部留在连接部位的检修坑槽8底部便于再次安装；

将压力式电测水位计1从最底部一段的测量管直线段的上面端口，下放至监测位置并用钢丝固定牢靠；

将与钢丝绳绑扎好的压力式电测水位计1的电缆自下而上，依次穿过测量管直线段和测量管可拆卸转角，最终从测量管顶端管口穿出；具体可从顶端管口处事先穿下穿线器或细铁丝，将水位计钢丝绳和电缆与穿线器或细铁丝绑扎好，然后再小心牵引至顶端管口；

检测压力式电测水位计1正常工作后，将哈夫节及密封橡胶初装回原可拆卸转角的连接部位，调整好测量弯管4位置，上紧哈夫节螺栓；

复检压力式电测水位计1正常工作后，盖紧测量管顶端管盖同时固定好管口电缆，将水位计电缆接长敷设至设计指定位置或监测站，锁闭测量管口保护装置6。复检可确保及时发现水位计投放和穿线的过程中发生的影响水位观测的仪器或电缆的损伤，确保水位计投放成功。

本发明还提供一种压力式电测水位计的更换方法，包括以下步骤：

待水位下降至最低的测量管转角高程以下，且稳定时间足够更换压力式电测水位计，以免更换途中水位上升威胁人身安全；

将检验率定好的新压力式电测水位计1采用钢丝绳与之连接并将电缆与钢丝绳绑扎，然后将新压力式电测水位计1放入水中浸泡透水石饱和待用；

打开测量管口保护装置6，解除被更换的旧压力式电测水位计1电缆接头，打开测量管顶端管盖，松开管口电缆；

拆卸测量管转角处的测量管可拆卸转角的哈夫节的螺栓，打开哈夫节；对于设置检修坑槽8的测量管，即对于图1所示方式设置检修坑槽8的测量管，可只取出哈夫节上半部，其下半部留在连接部位的检修坑槽8底部便于再次安装；

在最底部一段的测量管直线段的上面端口处，解除固定的钢丝，将被更换的旧压力式电测水位计1及其相连的钢丝和电缆从测量管中抽出；

将新压力式电测水位计1从最底部一段的测量管直线段的上面端口，下放至监测位置并用钢丝固定牢靠；

将与钢丝绳绑扎好的新压力式电测水位计1的监测电缆自下而上，依次穿过测量管直线段和测量管可拆卸转角，最终从测量管顶端管口穿出；

检测新压力式电测水位计1正常工作后，将哈夫节及密封橡胶初装回原可拆卸转角的连接部位，调整好测量弯管4位置，上紧哈夫节螺栓；

复检新压力式电测水位计1正常工作后，盖紧测量管顶端管盖同时固定好管口电缆，将新压力式电测水位计1电缆与原接头处的监测信号传输电缆连接好，锁闭测量管口保护装置6。

具体结合实例详细说明：

某大型抽水蓄能电站工程，库坡面周圈设置了马道，常规沿无转折的竖直面或陡斜面设置通长的水位计测量直管5的方法不适用，无接触式的如雷达式水位计也因为水位落差大、水平伸出岸坡距离过大无法适用，本工程采用了本发明的沿转折面设置压力式电测水位计1的方法，解决了设置自动化水位计的工程需求。具体实现过程如下：

首先按设计桩号在库坡面贴坡混凝土浇筑前，沿库坡开挖表面采用管卡和膨胀螺栓初装(尚不固定可调整)国标DN80mm热镀锌钢管测量直管5(由于本工程采用在结构表层7内埋设的方式，需要在最底部的测量直管5预留与库水连通的进水口)，在坡面马道两侧转角处依次采用1个前端哈夫节、1段测量弯管4、1个后端哈夫节与所在转角两侧的测量直管5连接，测量弯管4的转弯角度与所在转角位置的转角匹配，具体在现场采用弯管器加工制作测量弯管4，测量弯管4两端留出的直段与哈夫节组装，哈夫节及其螺栓均采用不锈钢材质，并在接口处配置密封橡胶，以适应水下环境，防止锈蚀，方便维修拆装。初步组装整根测量管无误后，上紧测量直管5的管卡的膨胀螺栓使测量直管5固定牢固。

贴坡混凝土浇筑前，在检修坑槽8处立模，使检修坑槽8沿测量管轴线的长度方向，两端距相应的测量直管5接口端不小于哈夫节长度的一半再加至少1cm，检修坑槽8的宽度大于所述哈夫节最大宽度，两侧裕量均不小于5cm，且总宽度不小于30cm，检修坑槽8的深度，使其底面距安装后的哈夫节下表面最近近距离不小于2cm，深度不够的地方进行凿除。混凝土浇筑过程中使可拆卸转角处于连接状态，以防止混凝土误入测量管内。坑槽的模板最终随贴坡施工完成后拆除，并在测量管顶端管口处修建管口保护装置6。

在水库蓄水前投放压力式电测水位计1：

压力式电测水位计1自带配套专用的监测电缆2，监测电缆2敷设至库顶管口保护装置6处并留有一定的富余长度。投放前对压力式电测水位计1进行检验率定，确保仪器完好准确。检验率定后采用不锈钢丝绳与之连接并将电缆与钢丝绳绑扎，使钢丝绳承受水位计和电缆的自重，然后将水位计放入去气水中浸泡透水石，排出透水石的气体。

上述准备工作妥当后，拆卸马道处测量管转角处可拆卸转角的哈夫节3的螺栓，打开哈夫节，打开管口保护装置6及测量管顶端管盖；取出哈夫节上半部，下半部留在连接部位的检修坑槽8底部；

将压力式电测水位计1从最底部一段的测量直管5的上端口，下放至监测位置并将钢丝固定牢靠；从顶端管口处穿下穿线器，将水位计钢丝绳和电缆头与穿线器绑扎好，小心收取穿线器，使水位计钢丝绳和电缆依次穿过可拆卸转角的测量弯管4、直线段的测量直管5，最终从顶端的管口穿出，取下穿线器。

检测水位计正常工作后，安装可拆卸转角的哈夫(直)节、测量弯管4和密封橡胶，调整好位置，上紧哈夫节螺栓。

复检水位计正常工作后，盖紧测量管顶端管盖同时固定好管口钢丝及电缆，将水位计电缆接长敷设至设计指定位置或监测站，锁闭管口保护装置6。

更换水位计需要先将旧水位计和电缆从测量管中抽出，其余过程与投放基本相同。

本发明的有益效果：

(1)解决了在带转角的测量管中难以投放水位计和后期无法维修更换水位计的监测技术难题；

(2)增加了压力式电测水位计的设置灵活性，降低了选择点位的难度；

(3)打破了不在转折面设置压力式电测水位计的常规，拓展了一种沿转折面设置压力式电测水位计的方法。

以上所述仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利保护范围，即凡本发明专利所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍视为本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种沿转折面设置压力式电测水位计的装置，其特征在于，包括：测量管以及设置于所述测量管内部的压力式电测水位计；

所述测量管包括测量管直线段和测量管可拆卸转角；

在转折面的每段平面区域设置所述测量管直线段；在转折面的每个转角区域设置所述测量管可拆卸转角；各个所述测量管直线段和各个所述测量管可拆卸转角均同轴设置，并且，所述测量管可拆卸转角的两端，分别与对应的所述测量管直线段的一端可拆卸密封连接。

2.根据权利要求1所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置，其特征在于，每个所述测量管可拆卸转角包括测量弯管、前端哈夫节和后端哈夫节；

所述测量弯管的前端与所述前端哈夫节的后端可拆卸密封连接；所述前端哈夫节的前端与其前方相邻的所述测量管直线段的后端可拆卸密封连接；

所述测量弯管的后端与所述后端哈夫节的前端可拆卸密封连接；所述后端哈夫节的后端与其后方相邻的所述测量管直线段的前端可拆卸密封连接。

3.根据权利要求2所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置，其特征在于，所述可拆卸密封连接为：采用螺栓连接，并在接口处配置密封橡胶。

4.根据权利要求2所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置，其特征在于，所述测量弯管的转弯角度，与所在转折面的转角形状匹配，并在所述测量弯管的两端延伸出用于与所述前端哈夫节和所述后端哈夫节组装的直段。

5.根据权利要求1所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置，其特征在于，所述测量管沿所述转折面设置，并埋设在所述转折面的结构表层内部；或者，所述测量管沿所述转折面设置，并固定于所述转折面的表面。

6.根据权利要求5所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置，其特征在于，所述测量管埋设在所述转折面的结构表层内部时，在所述转折面的对应于每个所述测量管可拆卸转角的位置，设置检修坑槽。

7.根据权利要求6所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置，其特征在于，沿所述测量管轴线的长度方向，所述检修坑槽与相邻的测量管直线段的接口端的距离，大于哈夫节长度的一半；

所述检修坑槽的宽度，大于所述哈夫节的最大宽度；

所述检修坑槽的深度，低于所述哈夫节下表面。

8.根据权利要求1所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置，其特征在于，所述测量管穿过与所述压力式电测水位计连接的电缆；

在所述测量管的顶端设置管口保护装置。

9.一种权利要求1-8任一项所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置的方法，其特征在于，压力式电测水位计采用以下方法投放：

将检验率定好的压力式电测水位计采用钢丝绳与之连接，并将电缆与钢丝绳绑扎，然后将压力式电测水位计放入水中浸泡透水石饱和待用；

拆卸测量管可拆卸转角的哈夫节，打开哈夫节，打开测量管口保护装置及测量管口保护装置管顶端管盖；对于设置检修坑槽的场景，只取出哈夫节上半部，其下半部留在连接部位的检修坑槽底部；

将压力式电测水位计从最底部一段的测量管直线段的上面端口，下放至监测位置并用钢丝固定牢靠；

将与钢丝绳绑扎好的压力式电测水位计的电缆自下而上，依次穿过测量管直线段和测量管可拆卸转角，最终从测量管顶端管口穿出；

检测压力式电测水位计正常工作后，将哈夫节及密封橡胶初装回原可拆卸转角的连接部位，调整好测量弯管位置，上紧哈夫节螺栓；

复检压力式电测水位计正常工作后，盖紧测量管顶端管盖同时固定好管口电缆，将水位计电缆接长敷设至设计指定位置或监测站，锁闭测量管口保护装置。

10.根据权利要求9所述的沿转折面设置压力式电测水位计的装置的方法，其特征在于，还包括压力式电测水位计的更换方法，包括以下步骤：

待水位下降至最低的测量管转角高程以下，且稳定时间足够更换压力式电测水位计；

将检验率定好的新压力式电测水位计采用钢丝绳与之连接并将电缆与钢丝绳绑扎，然后将新压力式电测水位计放入水中浸泡透水石饱和待用；

打开测量管口保护装置，解除被更换的旧压力式电测水位计电缆接头，打开测量管顶端管盖，松开管口电缆；

拆卸测量管转角处的测量管可拆卸转角的哈夫节的螺栓，打开哈夫节；对于设置检修坑槽的测量管，只取出哈夫节上半部，其下半部留在连接部位的检修坑槽底部；

在最底部一段的测量管直线段的上面端口处，解除固定的钢丝，将被更换的旧压力式电测水位计及其相连的钢丝和电缆从测量管中抽出；

将新压力式电测水位计从最底部一段的测量管直线段的上面端口，下放至监测位置并用钢丝固定牢靠；

将与钢丝绳绑扎好的新压力式电测水位计的监测电缆自下而上，依次穿过测量管直线段和测量管可拆卸转角，最终从测量管顶端管口穿出；

检测新压力式电测水位计正常工作后，将哈夫节及密封橡胶初装回原可拆卸转角的连接部位，调整好测量弯管位置，上紧哈夫节螺栓；

复检新压力式电测水位计正常工作后，盖紧测量管顶端管盖同时固定好管口电缆，将新压力式电测水位计电缆与原接头处的监测信号传输电缆连接好，锁闭测量管口保护装置。

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