CN116007707A - 一种水位测量的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水位测量的装置，包括测量装置本体，所述测量装置本体包括直通道、弯通道、测量管和涡轮，所述测量管的顶部设置有气管，所述测量管的底端安装有直通道，所述弯通道安装在直通道的内部，所述测量管内侧的底部安装有阀体机构，所述阀体机构的顶部安装有涡轮，且涡轮的中心点与测量管的中轴线相重合，该水位测量的方法与装置采用纯机械原理器件给气泡水位计定位高度，从而在同一水深下将测量水体压力与标准水压力进行对比，计算出测量水体密度，该方法大大提高含泥沙水体水位测量效率与精度，同时也能够利用对比法测算实时测量泥沙水体密度，测量步骤少，不需要添加额外电路，易于实现自动化测量。

Description

一种水位测量的方法与装置

技术领域

本发明涉及水文监测设备技术领域，具体为一种水位测量的方法与装置。

背景技术

我国是一个多沙河流的国家，河中泥沙问题较为突出，水体泥沙含量会影响水位测量工作的正常进行，在水利水电建设、水文观测预报、土壤侵蚀研究、水土流失治理等方面，水体泥沙含量都是一个十分重要的问题，因此，长期以来许多专家学者在含沙水体测量水位方面做了大量的研究工作。

目前含沙水体测量水位主要方法有水尺、压力水位计、气泡水位计等，但是现有技术中所使用的方法以及相应的设备在获取数据时，容易受到水体泥沙堆积和水体泥沙影响水密度干扰，严重影响了测量精度，不能满足实时测量的需要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种水位测量的方法与装置，以解决上述背景技术中提出的问题,本发明主要解决目前水位中含沙影响水体密度导致测量准确度较低等问题，利用新的方法检测泥沙水体密度实时数据，提高含泥沙水体水位测量效率与精度。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种水位测量的装置，包括测量装置本体，所述测量装置本体包括直通道、弯通道、测量管和涡轮，所述测量管的顶部设置有气管，所述测量管的底端安装有直通道，所述弯通道安装在直通道的内部，所述测量管内侧的底部安装有阀体机构，所述阀体机构的顶部安装有涡轮，且涡轮的中心点与测量管的中轴线相重合。

进一步的，所述阀体机构的底部安装有第一阀门，所述涡轮的底部安装有弹力机构。

进一步的，所述涡轮通过该弹力机构与底部的第二阀门进行连接。

进一步的，所述气管的顶端与外部气泡水位计中的气泵进行连接，且气管的内部与测量管的内部相连通。

进一步的，所述测量管的底端通过第一阀门与直通道或者弯通道进行密封隔开。

一种水位测量的方法，该测量方法包含上述的测量装置本体部分，其步骤包括：步骤一、通过气泡水位计产生压缩空气进入被测的水体中，进行测量压强；步骤二、经过本测量设备弯通道，得出第一次测试压力；步骤三、通过气泡水位计内部的气泵加大气流，使气体只能从直通道通过，得出第二次测试压力；步骤四、根据已知数据计算被测水体的密度；步骤五、计算出测量管内的空气压力即当前水深对应的压力，结合步骤四，最终得出当前水位。

进一步的，所述步骤一中，气泡水位计内部的气泵产生压缩空气，经过气管，按设定好的间隔打入测量管，进入被测的水体中。

进一步的，所述步骤二中，通过第一阀门将被测水体被截留在检测腔中只能从弯通道排出，并静置待气压稳定后，得出第一次测试压力。

进一步的，所述步骤三中，吹动涡轮使弹力机构转动第二阀门，使气体只能从直通道通过。

本发明的有益效果：本发明的一种水位测量的方法与装置，包括阀体机构；2、第一阀门；3、直通道；4、弯通道；5、测量管；6、气管；7、涡轮；8、弹力机构；9、第二阀门。

1.该水位测量的方法与装置的测量步骤少，速度更快，不需要添加额外电路，易于实现自动化测量，具有更高的测量精度。

2.该水位测量的方法与装置采用纯机械原理器件给气泡水位计定位高度，从而在通过直管和弯管之间的垂直距离与水体压力差，和纯净水标准压力差之间的对比，计算出测量水体密度，该方法大大提高含泥沙水体水位测量效率与精度，同时也能够利用对比法测算实时测量泥沙水体密度。

附图说明

图1为本发明一种水位测量的方法与装置的外形的结构示意图；

图2为本发明一种水位测量的方法与装置部分的结构示意图；

图3为本发明一种水位测量的方法与装置部分的结构示意图；

图中：1、阀体机构；2、第一阀门；3、直通道；4、弯通道；5、测量管；6、气管；7、涡轮；8、弹力机构；9、第二阀门。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种水位测量的方法与装置，其中测量装置包括直通道3、弯通道4、测量管5和涡轮7，所述测量管5的顶部设置有气管6，所述测量管5的底端安装有直通道3，所述弯通道4安装在直通道3的内部，所述测量管5内侧的底部安装有阀体机构1，所述阀体机构1的顶部安装有涡轮7，且涡轮7的中心点与测量管5的中轴线相重合。测量时，通过气泡水位计内部的气泵产生压缩空气，经过气管6，按设定好的间隔打入测量管5，进入被测的水体中，进行测量压强。由于第一阀门2的作用被测水体被截留在检测腔中只能从弯通道4排出，经过本测量设备弯通道4，待气压稳定后，得出第一次测试压力P₁；通过气泡水位计内部的气泵加大气流，吹动涡轮7从而使弹力机构8转动第二阀门9，使气体只能从直通道3通过，待气体稳定后，得出第二次测试压力P₂，此时的压力为设备最低处水压力。

本实施例，通过测量管5中的静压力与气泡室的水位高度成正比，从而得出被测水体的密度：

其中ρ_测为测量水体的密度，h_设备为本测量弯通道4和直通到在水里的垂直高度差，g为重力取9.8m/s²。

那么，假设液体的密度保持不变，则测量液位和测量管5内的空气压力之间就存在一定的线性关系。根据计算得出的被测水体体积ρ_测与测量管5内的空气压力，得出当前水位：

本实施例，其中H为被测水体的水深，P_测为气泡水位计设备最低处水压力。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种水位测量的装置，包括测量装置本体，其特征在于：所述测量装置本体包括直通道(3)、弯通道(4)、测量管(5)和涡轮(7)，所述测量管(5)的顶部设置有气管(6)，所述测量管(5)的底端安装有直通道(3)，所述弯通道(4)安装在直通道(3)的内部，所述测量管(5)内侧的底部安装有阀体机构(1)，所述阀体机构(1)的顶部安装有涡轮(7)，且涡轮(7)的中心点与测量管(5)的中轴线相重合。

2.根据权利要求1所述的一种水位测量的装置，其特征在于：所述阀体机构(1)的底部安装有第一阀门(2)，所述涡轮(7)的底部安装有弹力机构(8)。

3.根据权利要求2所述的一种水位测量的装置，其特征在于：所述涡轮(7)通过该弹力机构(8)与底部的第二阀门(9)进行连接。

4.根据权利要求1所述的一种水位测量的装置，其特征在于：所述气管(6)的顶端与外部气泡水位计中的气泵进行连接，且气管(6)的内部与测量管(5)的内部相连通。

5.根据权利要求1所述的一种水位测量的装置，其特征在于：所述测量管(5)的底端通过第一阀门(2)与直通道(3)或者弯通道(4)进行密封隔开。

6.一种水位测量的方法，其特征在于：该测量方法包含权利要求1中的测量装置本体部分，其步骤包括：步骤一、通过气泡水位计产生压缩空气进入被测的水体中，进行测量压强；步骤二、经过本测量设备弯通道(4)，得出第一次测试压力；步骤三、通过气泡水位计内部的气泵加大气流，使气体只能从直通道(3)通过，得出第二次测试压力；步骤四、根据已知数据计算被测水体的密度；步骤五、计算出测量管(5)内的空气压力即当前水深对应的压力，结合步骤四，最终得出当前水位。

7.根据权利要求6所述的一种水位测量的方法，其特征在于：所述步骤一中，气泡水位计内部的气泵产生压缩空气，经过气管(6)，按设定好的间隔打入测量管(5)，进入被测的水体中。

8.根据权利要求7所述的一种水位测量的方法，其特征在于：所述步骤二中，通过第一阀门(2)将被测水体被截留在检测腔中只能从弯通道(4)排出，并静置待气压稳定后，得出第一次测试压力。

9.根据权利要求6所述的一种水位测量的方法，其特征在于：所述步骤三中，吹动涡轮(7)使弹力机构(8)转动第二阀门(9)，使气体只能从直通道(3)通过。

Images