CN205483188U - 低温条件下水位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水位测量装置技术领域，是一种低温条件下水位测量装置，其包括浮子式水位计、外套管、辅测管和测量管，浮子式水位计包括水位计架、水位轮、浮子、平衡锤和悬索，水位轮中部通过转轴安装在水位计架上，悬索的一端固定在浮子上端，悬索的另一端绕过水位轮上部并固定有平衡锤，外套管和辅测管为等长且底端密闭的直管。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过外套管以及防冻环腔能够实现防冻，可有效防止测量管内部的水结冰，使浮子式水位计采集的水位数据减小误差，避免了水位监测装置处的水面冻结，不但检测水位省时省力、工作效率较高，而且杜绝了人工破冰带来的安全隐患具有安全、省力、简便、高效的特点。

Description

低温条件下水位测量装置

技术领域

本实用新型涉及水位测量装置技术领域，是一种低温条件下水位测量装置。

背景技术

对于寒冷地区的水利检测部门，由于需要长期检测记录水库、河流、湖泊、坝体测压管等处所的水位数据、监测水位变化，但是由于寒冷气候的影响，水位监测装置处的水面在严寒条件下易结冰，影响测量设备的采集数值，致使采集数值误差比较大，甚至需要测量人员实地进行人工破冰，由于户外环境较为恶劣，维护设备、测量记录水位数据非常不便，不但费时费力、工作效率较低、还存在一定安全隐患。

发明内容

本实用新型提供了一种低温条件下水位测量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有寒冷地区水位监测装置处的水面易结冰，人工破冰存在的费时费力、工作效率较低、存在安全隐患的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种低温条件下水位测量装置，包括浮子式水位计、外套管、辅测管和测量管，浮子式水位计包括水位计架、水位轮、浮子、平衡锤和悬索，水位轮中部通过转轴安装在水位计架上，悬索的一端固定在浮子上端，悬索的另一端绕过水位轮上部并固定有平衡锤，外套管和辅测管为等长且底端密闭的直管，水位计架的底端固定在外套管上端及辅测管上端，外套管内固定有测量管，测量管外侧与外套管内壁之间形成防冻环腔，外套管下部设有连通孔，测量管下部设有进液孔，连通孔和进液孔分别与防冻环腔相连通，浮子位于测量管内，平衡锤位于辅测管内。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或 / 和改进：

上述外套管外侧和辅测管外侧可通过不少于一个的连接筋固定连接在一起；或 / 和，测量管为与外套管保持同轴的直管，测量管的下端可通过螺纹固定或焊接固定在外套管的内腔底部。

上述测量管的内腔上部可设有防冻机油层，防冻机油层的厚度可为三十厘米至八十厘米。

上述测量管的上端口可与外套管的上端口保持平齐；或者，测量管的上端口可低于外套管的上端口并安装有防冻盖，防冻盖的中部设有穿线孔，水位轮与浮子之间的悬索套装在穿线孔内并能够自由上下移动。

上述防冻环腔上部可设有保温环套，保温环套的高度为三十厘米至八十厘米，保温环套可为防冻机油保温环套，或者保温环套可为固体保温隔热材料保温环套；或 / 和，连通孔均匀分布在外套管下部，对应连通孔位置的外套管下部外侧安装有套管滤网；或 / 和，进液孔均匀分布在测量管下部，对应进液孔位置的测量管下部外侧安装有内管滤网。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过外套管以及防冻环腔能够实现防冻，可有效防止测量管内部的水结冰，使浮子式水位计采集的水位数据减小误差，避免了水位监测装置处的水面冻结，不但检测水位省时省力、工作效率较高，而且杜绝了人工破冰带来的安全隐患具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图 1 为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为： 1 为外套管， 2 为辅测管， 3 为测量管， 4 为水位计架， 5 为水位轮， 6 为浮子， 7 为平衡锤， 8 为悬索， 9 为防冻环腔， 10 为连通孔， 11 为进液孔， 12 为连接筋， 13 为防冻机油层， 14 为防冻盖， 15 为穿线孔， 16 为防冻机油保温环套， 17 为套管滤网， 18 为内管滤网， H 为防冻机油层的厚度， L 为保温环套的高度。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图 1 的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图 1 所示，该低温条件下水位测量装置包括浮子式水位计、外套管 1 、辅测管 2 和测量管 3 ，浮子式水位计包括水位计架 4 、水位轮 5 、浮子 6 、平衡锤 7 和悬索 8 ，水位轮 5 中部通过转轴安装在水位计架 4 上，悬索 8 的一端固定在浮子 6 上端，悬索 8 的另一端绕过水位轮 5 上部并固定有平衡锤 7 ，外套管 1 和辅测管 2 为等长且底端密闭的直管，水位计架 4 的底端固定在外套管 1 上端及辅测管 2 上端，外套管 1 内固定有测量管 3 ，测量管 3 外侧与外套管 1 内壁之间形成防冻环腔 9 ，外套管 1 下部设有连通孔 10 ，测量管 3 下部设有进液孔 11 ，连通孔 10 和进液孔 11 分别与防冻环腔 9 相连通，浮子 6 位于测量管 3 内，平衡锤 7 位于辅测管 2 内。实际使用时，在需要监测水位且易于施工的地点，根据外套管 1 及辅测管 2 的外径规格凿深孔，将本实用新型安装在所凿的深孔内，通过外套管 1 和辅测管 2 将本实用新型固定牢固，外部待测水通过连通孔 10 、防冻环腔 9 和进液孔 11 进入测量管 3 内，使浮子 6 上浮同时平衡锤 7 在辅测管 2 内下移，直至浮子 6 与平衡锤 7 保持平衡，通过浮子式水位计即可读数或将水位数据传输至其他检测设备、显示设备；通过外套管 1 以及防冻环腔 9 能够实现防冻，可有效防止测量管 3 内部的水结冰，使浮子式水位计采集的水位数据减小误差，避免了水位监测装置处的水面冻结，不但检测水位省时省力、工作效率较高，而且杜绝了人工破冰带来的安全隐患。本实用新型经实际测试，可测量水深三十至五十米，采集信号误差可缩小至万分之一，可在零下三十度的严寒地区使用。

浮子式水位计为现有公知公用技术，在我国应用较广，利用浮子 6 跟踪水位升降，以机械方式直接传动记录水位数据，适用于长期测量水库、河流、湖泊、坝体测压管等的水位，是监测水位变化的有效监测设备；通过浮子 6 感测水位变化，悬索 8 悬挂在水位轮 5 的 V 形槽中，平衡锤 7 起拉紧悬索 8 和平衡作用，调整浮子 6 的配重可以使浮子 6 工作于正常吃水线上，现有浮子式水位计一般多采用磁光编码原理进行测量，水位轮 5 同轴联接有水位编码器，在水位不变的情况下，浮子 6 与平衡锤 7 两边的力是平衡的，当水位上升时，浮子 6 产生向上浮力，使平衡锤 7 拉动悬索 8 带动水位轮 5 作顺时针方向旋转，水位编码器的显示读数增加，当水位下降时，则浮子 6 下沉，并拉动悬索 8 带动水位轮 5 逆时针方向旋转，水位编码器的显示器读数减小，其测量精度高、稳定性好、没有温漂和时漂的影响，水位编码器的输出信号可接入分布式模块化自动测量单元、显示器或直接接入计算机等相应设备，还可采用光纤或无线传输数据信号，发送至操作中心进行数据的采集、观测、记录或进行数据处理，实现水位变化的自动监测。

可根据实际需要，对上述低温条件下水位测量装置作进一步优化或 / 和改进：

如附图 1 所示，外套管 1 外侧和辅测管 2 外侧通过不少于一个的连接筋 12 固定连接在一起；或 / 和，测量管 3 为与外套管 1 保持同轴的直管，测量管 3 的下端通过螺纹固定或焊接固定在外套管 1 的内腔底部。外套管 1 和辅测管 2 通过连接筋 12 固定在一起更加稳定牢固；测量管 3 的下端可以通过焊接或螺纹固定在外套管 1 的内腔底部，通过螺纹连接更好，这样可通过螺纹将测量管 3 拆卸下来，便于清理测量管 3 和更换清理内管滤网 18 。

如附图 1 所示，测量管 3 的内腔上部设有防冻机油层 13 ，防冻机油层的厚度 H 为三十厘米至八十厘米。通过防冻机油层 13 能够实现有效防冻，防冻机油为现有公知公用的防冻润滑油，其在低温仍然具有流动性，能够随着水位升降带动浮子 6 上下移动，实际使用时可根据使用地区的冻土层厚度及测量管 3 的内径确定所需灌注防冻机油的体积，在进入冬季前，将防冻机油小心缓慢地灌注到测量管 3 内，由于防冻机油密度小于水，会浮在待测水面的上端，从而进一步有效防止测量管 3 内部的水结冰。

如附图 1 所示，测量管 3 的上端口与外套管 1 的上端口保持平齐；或者，测量管 3 的上端口低于外套管 1 的上端口并安装有防冻盖 14 ，防冻盖 14 的中部设有穿线孔 15 ，水位轮 5 与浮子 6 之间的悬索 8 套装在穿线孔 15 内并能够自由上下移动。通过防冻盖 14 能够隔绝冷风，有效实现防冻。

如附图 1 所示，防冻环腔 9 上部设有保温环套，保温环套的高度 L 为三十厘米至八十厘米，保温环套为防冻机油保温环套 16 ，或者保温环套为固体保温隔热材料保温环套。通过防冻机油保温环套 16 能够实现有效防冻，实际使用时可根据使用地区的冻土层厚度及防冻环腔 9 的容积确定所需灌注防冻机油的体积，在进入冬季前，将防冻机油小心缓慢地灌注到防冻环腔 9 内，由于防冻机油密度小于水，会浮在待测水面的上端，从而进一步有效防止测量管 3 内部的水结冰；固体保温隔热材料保温环套为现有公知公用的保温隔热材料，例如膨胀珍珠岩或岩棉或玻璃棉或聚苯乙烯泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料等保温隔热材料。

如附图 1 所示，连通孔 10 均匀分布在外套管 1 下部；或 / 和，对应连通孔 10 位置的外套管 1 下部外侧安装有套管滤网 17 。套管滤网 17 可以采用纱窗或纱布制作，通过套管滤网 17 能够防止泥沙或杂物通过连通孔 10 进入外套管 1 的内腔内。

如附图 1 所示，进液孔 11 均匀分布在测量管 3 下部；或 / 和，对应进液孔 11 位置的测量管 3 下部外侧安装有内管滤网 18 。内管滤网 18 可以采用纱窗或纱布制作，通过内管滤网 18 能够防止泥沙或杂物通过进液孔 11 进入测量管 3 的内腔内。

实际使用时，连通孔 10 的直径最好为五毫米至十五毫米，进液孔 11 的直径最好为五毫米至十五毫米，外套管 1 、辅测管 2 及测量管 3 最好为镀锌钢管，并且测量管 3 的内径最好为五十毫米，外套管 1 的内径最好为一百毫米。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种低温条件下水位测量装置，其特征在于包括浮子式水位计、外套管、辅测管和测量管，浮子式水位计包括水位计架、水位轮、浮子、平衡锤和悬索，水位轮中部通过转轴安装在水位计架上，悬索的一端固定在浮子上端，悬索的另一端绕过水位轮上部并固定有平衡锤，外套管和辅测管为等长且底端密闭的直管，水位计架的底端固定在外套管上端及辅测管上端，外套管内固定有测量管，测量管外侧与外套管内壁之间形成防冻环腔，外套管下部设有连通孔，测量管下部设有进液孔，连通孔和进液孔分别与防冻环腔相连通，浮子位于测量管内，平衡锤位于辅测管内。

2.根据权利要求1所述的低温条件下水位测量装置，其特征在于外套管外侧和辅测管外侧通过不少于一个的连接筋固定连接在一起；或/和，测量管为与外套管保持同轴的直管，测量管的下端通过螺纹固定或焊接固定在外套管的内腔底部。

3.根据权利要求1或2所述的低温条件下水位测量装置，其特征在于测量管的内腔上部设有防冻机油层，防冻机油层的厚度为三十厘米至八十厘米。

4.根据权利要求1或2所述的低温条件下水位测量装置，其特征在于测量管的上端口与外套管的上端口保持平齐；或者，测量管的上端口低于外套管的上端口并安装有防冻盖，防冻盖的中部设有穿线孔，水位轮与浮子之间的悬索套装在穿线孔内并能够自由上下移动。

5.根据权利要求3所述的低温条件下水位测量装置，其特征在于测量管的上端口与外套管的上端口保持平齐；或者，测量管的上端口低于外套管的上端口并安装有防冻盖，防冻盖的中部设有穿线孔，水位轮与浮子之间的悬索套装在穿线孔内并能够自由上下移动。

6.根据权利要求1或2所述的低温条件下水位测量装置，其特征在于防冻环腔上部设有保温环套，保温环套的高度为三十厘米至八十厘米，保温环套为防冻机油保温环套，或者保温环套为固体保温隔热材料保温环套；或/和，连通孔均匀分布在外套管下部，对应连通孔位置的外套管下部外侧安装有套管滤网；或/和，进液孔均匀分布在测量管下部，对应进液孔位置的测量管下部外侧安装有内管滤网。

7.根据权利要求3所述的低温条件下水位测量装置，其特征在于防冻环腔上部设有保温环套，保温环套的高度为三十厘米至八十厘米，保温环套为防冻机油保温环套，或者保温环套为固体保温隔热材料保温环套；或/和，连通孔均匀分布在外套管下部，对应连通孔位置的外套管下部外侧安装有套管滤网；或/和，进液孔均匀分布在测量管下部，对应进液孔位置的测量管下部外侧安装有内管滤网。

8.根据权利要求4所述的低温条件下水位测量装置，其特征在于防冻环腔上部设有保温环套，保温环套的高度为三十厘米至八十厘米，保温环套为防冻机油保温环套，或者保温环套为固体保温隔热材料保温环套；或/和，连通孔均匀分布在外套管下部，对应连通孔位置的外套管下部外侧安装有套管滤网；或/和，进液孔均匀分布在测量管下部，对应进液孔位置的测量管下部外侧安装有内管滤网。

9.根据权利要求5所述的低温条件下水位测量装置，其特征在于防冻环腔上部设有保温环套，保温环套的高度为三十厘米至八十厘米，保温环套为防冻机油保温环套，或者保温环套为固体保温隔热材料保温环套；或/和，连通孔均匀分布在外套管下部，对应连通孔位置的外套管下部外侧安装有套管滤网；或/和，进液孔均匀分布在测量管下部，对应进液孔位置的测量管下部外侧安装有内管滤网。