CN215178050U - 用于水利水电工程的水位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于水利水电工程的水位检测装置，涉及水利水电工程的基于物联网的水位监测技术领域，目的是避免水位检测的误差，提高水位检测的准确性。本实用新型的主要技术方案为：用于水利水电工程的水位检测装置，包括：驱动机构安装于固定板，安装横板连接于驱动机构；从动轴的上端和主动轴分别转动连接于安装横板，主动轴通过第一锥齿轮组驱动从动轴转动，液压缸机构连接于从动轴的下端，液压缸机构的活塞杆连接于检测柱，检测柱的下端侧固定连接于水位检测器，水位检测器电连接于显示屏，浮力环板套接于检测柱，位移检测器固定连接于浮力环板的上表面，位移检测器电连接于第二控制器的输入端，第二控制器的输出端电连接于报警器。

Description

用于水利水电工程的水位检测装置

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程的基于物联网的水位监测技术领域，尤其涉及一种用于水利水电工程的水位检测装置。

背景技术

在维持水利水电工程正常运行的过程中，水位参数是一个重要的监测指标，其能够反映出水利水电工程的蓄水容量、洪峰调节能力等等，因此在水利水电工程中需要一种水位检测装置，如公开号为CN211013160U的专利，其中主要通过转动转柄带动螺纹套筒转动，螺纹套筒带动检测柱升降，从而对水位进行检测，但是这种方式存在水面波动比较大时，读出的水位数据误差比较大，影响水位检测的准确性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于水利水电工程的水位检测装置，主要目的是避免水位检测的误差，提高水位检测的准确性。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种用于水利水电工程的水位检测装置，该装置包括：固定板、调节部和检测部；

所述固定板安装有显示屏、报警器、第一控制器和第二控制器；

所述调节部包括安装横板和驱动机构，所述驱动机构安装于所述固定板，所述安装横板连接于所述驱动机构，用于带动所述安装横板沿竖直方向移动；

所述检测部包括旋转机构、液压缸机构和波动检测机构，所述旋转机构包括从动轴、主动轴、第一锥齿轮组，所述从动轴的上端和所述主动轴分别转动连接于所述安装横板，所述主动轴通过所述第一锥齿轮组驱动所述从动轴转动，所述液压缸机构连接于所述从动轴的下端，所述液压缸机构的活塞杆连接于检测柱，所述检测柱的下端侧固定连接于水位检测器，所述水位检测器电连接于所述第一控制器的输入端，所述第一控制器的输出端电连接于所述显示屏，所述波动检测机构包括浮力环板和位移检测器，所述浮力环板套接于所述检测柱，所述位移检测器固定连接于所述浮力环板的上表面，所述位移检测器电连接于所述第二控制器的输入端，所述第二控制器的输出端电连接于所述报警器。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，所述检测部还包括多个限位块，多个所述限位块分别固定连接于所述检测柱的轴侧，多个所述限位块顶接于所述浮力环板的下表面。

可选的，多个所述限位块关于所述检测柱的中轴线中心对称。

可选的，所述驱动机构包括安装立板、螺纹杆、滑块体、驱动轴和第二锥齿轮组，所述安装立板固定连接于所述固定板的上表面，所述安装立板设有竖向滑槽，所述螺纹杆的下端转动连接于所述固定板的上表面，所述螺纹杆的上端转动连接于所述安装立板，所述驱动轴转动连接于所述安装立板，所述驱动轴通过所述第二锥齿轮组驱动所述螺纹杆转动，所述滑块体的一端螺纹连接于所述螺纹杆，另一端贯穿所述竖向滑槽，所述滑块体的另一端固定连接于所述安装横板。

可选的，所述驱动机构还包括步进电机，所述步进电机固定安装于所述安装立板，所述步进电机的输出轴同轴连接于所述驱动轴。

可选的，还包括多个支撑机构，多个所述支撑机构矩阵排列于所述固定板的下表面。

可选的，每一个所述支撑机构包括支撑杆体、转动轴和安装板，所述支撑杆体的上端固定连接于所述固定板，所述支撑杆体的下端设有凹槽，所述转动轴的两端分别转动连接于所述凹槽的相对侧壁，所述安装板固定连接于所述转动轴的轴侧，所述安装板均布有多个螺纹孔，用于连接地脚螺栓。

可选的，还包括调节机构，所述调节机构包括承载板、立柱、放置板和两个连接杆，所述承载板水平设置于所述固定板的上方，所述立柱的下端固定连接于所述承载板，所述立柱的上端转动连接于所述放置板的中心，所述立柱两侧的所述承载板分别设有横向滑槽，两个所述横向滑槽内分别设有滑动块，每一个所述连接杆的一端转动连接于所述滑动块，另一端转动连接于所述放置板，两个所述连接杆对称分布于所述立柱的两侧，所述放置板的上表面放置有太阳能电池板。

可选的，所述放置板的上表面设有放置槽，用于嵌设所述太阳能电池板。

借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：

人们将固定板通过螺栓固定于河床岸边地面，启动驱动机构，带动安装横板和检测部上下移动，进而调整检测部和河床液面的相对位置。

在此基础上，进一步启动液压缸机构，液压缸机构的活塞杆带动检测柱向下抵近河底沙床，从而将水位检测器推送到河底沙床。

然后启动主动轴转动，主动轴通过第一锥齿轮组驱动从动轴转动，从而使从动轴、液压缸机构和检测柱同轴转动，从而带动水位检测器以检测柱的中轴线为中心公转，从而对检测柱周侧的水位进行全面检测，避免水位检测器只统计一个方位的水位值，水位检测器持续检测的水位值更加综合、更加客观，水位检测器将实时检测的水位值转化为第一电信号，并传递给第一控制器，第一控制器将第一电信号转为第一模拟信号，并输出至显示屏。

而且，在液压缸机构的活塞杆带动检测柱向水体中逐渐深入的过程中，浮力环板由于水的浮力而停留在水面上，浮力环板上的位移检测器对水面波动进行监测，实时形成第二电信号，并传递至第二控制器，第二控制器保存有电压阈值，电压阈值两个端点分别为第一端点和第二端点，第一端点为人为设定的水面向下波动的最大高度值所对应的第二电信号，第二端点为人为设定的水面向上波动的最大高度值所对应的第二电信号，当第二控制器实际接收的第二电信号不在电压阈值的范围内时，第二控制器向报警器发出启动指令，报警器鸣笛。

这样，如果在本装置检测水位的时候，报警器持续鸣笛，就停止水位检测，以避免统计误差较大的水位检测值。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种用于水利水电工程的水位检测装置的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为图1中B部分的放大图；

图4为图1中C部分的放大图；

图5为驱动机构的部分结构示意图；

图6为图1中D部分的放大图。

说明书附图中的附图标记包括：固定板1、显示屏2、报警器3、安装横板4、从动轴5、主动轴6、检测柱7、水位检测器8、浮力环板9、位移检测器10、液压缸机构11、驱动电机12、第一锥齿轮13、第二锥齿轮14、液压缸固定板15、限位块16、安装立板17、螺纹杆18、滑块体19、驱动轴20、竖向滑槽21、第三锥齿轮22、第四锥齿轮23、步进电机24、连接板25、支撑杆体26、凹槽27、转动轴28、安装板29、地脚螺栓30、承载板31、立柱32、放置板33、连接杆34、横向滑槽35、滑动块36、太阳能电池板37、放置槽38、套筒39。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提供的一种用于水利水电工程的水位检测装置，其包括：固定板1、调节部和检测部；

固定板1安装有显示屏2、报警器3、第一控制器和第二控制器；

调节部包括安装横板4和驱动机构，驱动机构安装于固定板1，安装横板4连接于驱动机构，用于带动安装横板4沿竖直方向移动；

检测部包括旋转机构、液压缸机构11和波动检测机构，旋转机构包括从动轴5、主动轴6、第一锥齿轮13组，从动轴5的上端和主动轴6分别转动连接于安装横板4，主动轴6通过第一锥齿轮13组驱动从动轴5转动，液压缸机构11连接于从动轴5的下端，液压缸机构11的活塞杆连接于检测柱7，检测柱7的下端侧固定连接于水位检测器8，水位检测器8电连接于第一控制器的输入端，第一控制器的输出端电连接于显示屏2，波动检测机构包括浮力环板9和位移检测器10，浮力环板9套接于检测柱7，位移检测器10固定连接于浮力环板9的上表面，位移检测器10电连接于第二控制器的输入端，第二控制器的输出端电连接于报警器3。

用于水利水电工程的水位检测装置的工作过程如下:

人们将固定板1通过螺栓固定于河床岸边地面，启动驱动机构，带动安装横板4和检测部上下移动，进而调整检测部和河床水面的相对位置。

在此基础上，进一步启动液压缸机构，液压缸机构的活塞杆带动检测柱7向下抵近河底沙床，从而将水位检测器8推送到河底沙床。

然后启动主动轴6转动，主动轴6通过第一锥齿轮13组驱动从动轴5转动，从而使从动轴5、液压缸机构11和检测柱7同轴转动，从而带动水位检测器8以检测柱7的中轴线为中心公转，从而对检测柱7周侧的水位进行全面检测，避免水位检测器8只检测一个方位的水位值，水位检测器8持续检测的水位值更加综合、更加客观，水位检测器8将实时检测的水位值转化为第一电信号，并传递给第一控制器，第一控制器将第一电信号转为第一模拟信号，并输出至显示屏2。

而且在液压缸机构的活塞杆带动检测柱7向水体中逐渐深入的过程中，浮力环板9由于水的浮力而停留在水面上，浮力环板9随水面的波动而上下移动，浮力环板9上的位移检测器10对水面波动的高度值进行监测，实时形成第二电信号，并传递至第二控制器，第二控制器保存有电压阈值，电压阈值的两个端点分别为第一端点和第二端点，第一端点为人为设定的水面向下波动的最大高度值所对应的第二电信号，第二端点为人为设定的水面向上波动的最大高度值所对应的第二电信号，当第二控制器实际接收的第二电信号不在电压阈值的范围内时，第二控制器向报警器3发出启动指令，报警器3鸣笛。

这样，如果在本装置检测水位的时候，报警器3持续鸣笛，就默认为此时的河床水面波动较大，就停止统计水位检测值，以避免统计误差较大的水位检测值。

在本实用新型的技术方案中，本装置连续统计水位检测值，并通过报警器3提醒水面波动较大的时刻，避免统计误差较大的水位检测值，从而提高水位检测的准确性。

具体的,可以在固定板1上设置多个螺纹孔，通过使用螺栓贯穿螺纹孔后插入河床岸边地面一定深度，达到安装固定板1的目的。

具体的，从动轴5的上端通过轴承套安装于安装横板4，以使从动轴5沿竖直方向延伸，并使从动轴5能够以其中轴线为中心自转；旋转机构还包括驱动电机12，驱动电机12固定安装于安装横板4，主动轴6水平同轴连接于驱动电机12的输出轴。第一锥齿轮13组包括第一锥齿轮13和第二锥齿轮14，第一锥齿轮13平键连接于主动轴6，第二锥齿轮14平键连接于从动轴5，第一锥齿轮13啮合于第二锥齿轮14。通过上述结构达到主动轴6驱动从动轴5转动的目的。

具体的，液压缸机构11的上端面固定焊接于液压缸固定板115，从动轴5的下端铆接于液压缸固定板115。

具体的，浮力环板9采用发泡塑料材质制作，发泡塑料的比重较小，以使浮力环板9所受到的浮力足以平衡浮力环板9和位移检测器10的重力。

如图1所示，在具体实施方式中，检测部还包括多个限位块16，多个限位块16分别固定连接于检测柱7的轴侧，多个限位块16顶接于浮力环板9的下表面。

在本实施方式中，具体的，多个限位块16分别位于水位检测器8的上方，多个限位块16顶接于浮力环板9的下表面，当检测柱7整体位于水面以上，浮力环板9不能接受水的浮力时，浮力环板9也不会撞击至水位检测器8，避免水位检测器8承受不必要的重物而损坏。

如图1所示，在具体实施方式中，多个限位块16关于检测柱7的中轴线中心对称。

在本实施方式中，具体的，多个限位块16关于检测柱7的中轴线中心对称，多个限位块16位于同一水平面上，从而使浮力环板9同时受到多个限位块16的支撑力，浮力环板9重合于检测柱7的径向截面。当检测柱7在水面以上沿竖直方向上下移动时，浮力环板9不会相对于水平面倾斜，也就不会发生浮力环板9和限位块16的相对位移，保证了浮力环板9和位移检测器10的稳定性。

如图1和图3所示，在具体实施方式中，驱动机构包括安装立板17、螺纹杆18、滑块体19、驱动轴20和第二锥齿轮14组，安装立板17固定连接于固定板1的上表面，安装立板17设有竖向滑槽21，螺纹杆18的下端转动连接于固定板1的上表面，螺纹杆18的上端转动连接于安装立板17，驱动轴20转动连接于安装立板17，驱动轴20通过第二锥齿轮14组驱动螺纹杆18转动，滑块体19的一端螺纹连接于螺纹杆18，另一端贯穿竖向滑槽21，滑块体19的另一端固定连接于安装横板4。

在本实施方式中，具体的，第二锥齿轮14组包括第三锥齿轮22和第四锥齿轮23，第三锥齿轮22平键连接于驱动轴20，第四锥齿轮23平键连接于螺纹杆18，第三锥齿轮22啮合于第四锥齿轮23。将固定板1在河床岸边的地面上固定好后，启动驱动轴20，驱动轴20带动第三锥齿轮22转动，第三锥齿轮22带动第四锥齿轮23和螺纹杆18一体转动，从而带动滑块体19沿竖向滑槽21上下移动，从而带动安装横板4上下移动，从而达到调整旋转机构相对于河床水面高度的目的。

如图1和图5所示，在具体实施方式中，驱动机构还包括步进电机24，步进电机24固定安装于安装立板17，步进电机24的输出轴同轴连接于驱动轴20。

在本实施方式中，具体的，安装立板17的上端侧固定连接于连接板25，步进电机24固定安装于连接板25。通过调整步进电机24的步进角度，可以准确调整驱动轴20转动的圈数，从而准确调整第三锥齿轮22和第四准齿轮转动的圈数，从而准确调整螺纹杆18自转的圈数，从而准确调整滑块体19上下移动的距离，从而达到准确调整旋转机构相对于水面的高度的目的。

如图1所示，在具体实施方式中，还包括多个支撑机构，多个支撑机构矩阵排列于固定板1的下表面。

在本实施方式中，具体的，每一个支撑机构固定连接于固定板1的下表面，矩阵排列的多个支撑机构对固定板1形成稳定支撑。如果安装固定板1的岸边地面有凹凸不平的情况，通过多个支撑机构，可以本装置和岸边地面的接触面积，相对来说，使固定板1更容易找平，从而提高了本装置适应岸边地形的能力。

如图1和图4所示，在具体实施方式中，每一个支撑机构包括支撑杆体26、转动轴28和安装板29，支撑杆体26的上端固定连接于固定板1，支撑杆体26的下端设有凹槽27，转动轴28的两端分别转动连接于凹槽27的相对侧壁，安装板29固定连接于转动轴28的轴侧，安装板29均布有多个螺纹孔，用于连接地脚螺栓30。

在本实施方式中，具体的，安装板29的上表面固定连接于套筒39，套筒39固定套接于转动轴28的轴侧。当通过地脚螺栓30将安装板29固定于岸边地面以后，安装板29贴合岸边地面的局部倾斜位置，而支撑杆体26能够相对于安装板29适应性地转过一定角度，从而使多个支撑杆体26沿竖直方向延伸，从而使固定板1保持水平状态。

具体的，多个支撑杆体26分别垂直焊接于固定板1的下表面。当多个安装板29分别固定于岸边地面后，多个支撑杆体26之间通过固定板1相互制衡，每一个支撑杆体26相对于安装板29就不能再转动了，保证了固定板1相对岸边地面的稳定性。

如图1和图6所示，在具体实施方式中，还包括调节机构，调节机构包括承载板31、立柱32、放置板33和两个连接杆34，承载板31水平设置于固定板1的上方，立柱32的下端固定连接于承载板31，立柱32的上端转动连接于放置板33的中心，立柱32两侧的承载板31分别设有横向滑槽35，两个横向滑槽35内分别设有滑动块36，每一个连接杆34的一端转动连接于滑动块36，另一端转动连接于放置板33，两个连接杆34对称分布于立柱32的两侧，放置板33的上表面放置有太阳能电池板37。

在本实施方式中，具体的，承载板31可以固定连接于安装立板17的上端，两个横向滑槽35的延长线分别经过立柱32的下端，放置板33可以向两个横向滑槽35所在的方向左右偏转，而在放置板33偏转的过程中，两个滑动块36分别沿横向滑槽35滑动，两个连接杆34发生适应性转动，对偏转后、倾斜的放置板33形成一定的支撑作用。而太阳能电池板37和放置板33一体转动，以使太阳能电池板37的倾斜角度时时改变，吻合太阳高度角的变化，以使太阳能电池板37较大概率地接受太阳光的直射。

具体的，太阳能电池板37电连接于蓄电池，蓄电池电连接于显示屏2、报警器3、第一控制器、第二控制器、水位检测器8、位移检测器10、驱动电机12和步进电机24，为本装置的运行提供电能。

具体的，两个连接杆34的长度分别大于立柱32的长度。

如图1和图6所示，在具体实施方式中，放置板33的上表面设有放置槽38，用于嵌设太阳能电池板37。

在本实施方式中，具体的，太阳能电池板37嵌设于放置槽38内，在太阳能电池板37随放置板33偏转的过程中，避免太阳能电池板37沿放置板33的倾斜面滑离放置板33。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，包括：

固定板，所述固定板安装有显示屏、报警器、第一控制器和第二控制器；

调节部，所述调节部包括安装横板和驱动机构，所述驱动机构安装于所述固定板，所述安装横板连接于所述驱动机构，用于带动所述安装横板沿竖直方向移动；

检测部，所述检测部包括旋转机构、液压缸机构和波动检测机构，所述旋转机构包括从动轴、主动轴、第一锥齿轮组，所述从动轴的上端和所述主动轴分别转动连接于所述安装横板，所述主动轴通过所述第一锥齿轮组驱动所述从动轴转动，所述液压缸机构连接于所述从动轴的下端，所述液压缸机构的活塞杆连接于检测柱，所述检测柱的下端侧固定连接于水位检测器，所述水位检测器电连接于所述第一控制器的输入端，所述第一控制器的输出端电连接于所述显示屏，所述波动检测机构包括浮力环板和位移检测器，所述浮力环板套接于所述检测柱，所述位移检测器固定连接于所述浮力环板的上表面，所述位移检测器电连接于所述第二控制器的输入端，所述第二控制器的输出端电连接于所述报警器。

2.根据权利要求1所述的用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，

所述检测部还包括多个限位块，多个所述限位块分别固定连接于所述检测柱的轴侧，多个所述限位块顶接于所述浮力环板的下表面。

3.根据权利要求2所述的用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，

多个所述限位块关于所述检测柱的中轴线中心对称。

4.根据权利要求1所述的用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，

所述驱动机构包括安装立板、螺纹杆、滑块体、驱动轴和第二锥齿轮组，所述安装立板固定连接于所述固定板的上表面，所述安装立板设有竖向滑槽，所述螺纹杆的下端转动连接于所述固定板的上表面，所述螺纹杆的上端转动连接于所述安装立板，所述驱动轴转动连接于所述安装立板，所述驱动轴通过所述第二锥齿轮组驱动所述螺纹杆转动，所述滑块体的一端螺纹连接于所述螺纹杆，另一端贯穿所述竖向滑槽，所述滑块体的另一端固定连接于所述安装横板。

5.根据权利要求4所述的用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，

所述驱动机构还包括步进电机，所述步进电机固定安装于所述安装立板，所述步进电机的输出轴同轴连接于所述驱动轴。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，

还包括多个支撑机构，多个所述支撑机构矩阵排列于所述固定板的下表面。

7.根据权利要求6所述的用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，

每一个所述支撑机构包括支撑杆体、转动轴和安装板，所述支撑杆体的上端固定连接于所述固定板，所述支撑杆体的下端设有凹槽，所述转动轴的两端分别转动连接于所述凹槽的相对侧壁，所述安装板固定连接于所述转动轴的轴侧，所述安装板均布有多个螺纹孔，用于连接地脚螺栓。

8.根据权利要求1至5任一项所述的用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，

还包括调节机构，所述调节机构包括承载板、立柱、放置板和两个连接杆，所述承载板水平设置于所述固定板的上方，所述立柱的下端固定连接于所述承载板，所述立柱的上端转动连接于所述放置板的中心，所述立柱两侧的所述承载板分别设有横向滑槽，两个所述横向滑槽内分别设有滑动块，每一个所述连接杆的一端转动连接于所述滑动块，另一端转动连接于所述放置板，两个所述连接杆对称分布于所述立柱的两侧，所述放置板的上表面放置有太阳能电池板。

9.根据权利要求8所述的用于水利水电工程的水位检测装置，其特征在于，

所述放置板的上表面设有放置槽，用于嵌设所述太阳能电池板。

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