CN219084698U - 一种泥沙在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水文测量技术领域，具体涉及一种泥沙在线监测装置，包括支撑结构、测量装置以及控制装置。支撑结构中设有混凝土底座、混凝土立柱以及操作平台，操作平台与混凝土底座之间固定安装方形导向板，方形导向板上安装行车，行车上固定安装测量装置，测量装置中包括水文RTU、可编程控制器与泥沙测量仪，方形导向板两侧的混凝土立柱上固定安装挡沙板，行车通过缆绳与滚筒相连接，滚筒连接减速机以及步进电机，步进电机与编码器相连接并与可编程控制器相连接。本实用新型使用过程中稳定可靠，能够保证测量装置的稳定运行，实现对水流中泥沙含量的实时测量与传输，测量过程无需人工参与，从而降低工作强度以及危险性，便于水文测量中使用。

Description

一种泥沙在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及水文测量技术领域，具体涉及一种泥沙在线监测装置。

背景技术

含沙水流是泥沙和水组成的固液二相流体，当光照射在含沙水流中时，一部分光线通过含沙水流透射，一部分吸收，还有一部分被反射，当含沙量低时，很少一部分被反射，而随着含沙量高的升高，反射量也随之升高，由此可建立反射光强度与水流含沙量的数学模型，从而实现对河流中含沙量的测量。

黄河是世界闻名的一条多泥沙河流，为了黄河水资源的开发和利用、维持黄河的健康生命和“三条黄河”建设、满足利用水库调水调沙的新形势要求，需要对黄河的泥沙量进行监测。

然而，一直到现在，黄河各水文站仍采用横式采样器野外采样，实验室测定监测悬移质泥沙含沙量的方法，这种泥沙监测方式有种种缺陷，如：劳动强度大、危险性高、资料获知时间长等，这是因为实时监测存在着许多困难，装置安装不稳定、装置运行容易受到泥沙的影响从而故障率高等，因此，为了水文工作的需要，迫切需要一种稳定可靠的泥沙在线监测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种稳定可靠、能够实现对泥沙量在线监测的泥沙在线监测装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种泥沙在线监测装置，包括支撑结构，所述的支撑结构中设有混凝土底座，混凝土底座上浇筑有混凝土立柱，混凝土立柱上搭建操作平台，操作平台与混凝土底座之间固定安装方形导向板，方形导向板上套设有行车，行车通过固定架与测量装置相连接，行车上端与缆绳相连接，缆绳穿过控制箱底部的安装孔B并与滚筒相连接，滚筒连接减速机并与步进电机相连接。

进一步地，所述的行车的周边开设有安装孔A，安装孔A为通透孔并在其中安装有滚轮，行车每个侧面至少安装有两组滚轮，滚轮与方形导向板相碰触。

进一步地，所述的行车上端设有耳孔，通过耳孔连接缆绳扣，缆绳扣与缆绳相连接。

进一步地，所述的行车的两侧安装有挡沙板，挡沙板通过紧固条与混凝土立柱固定连接。

进一步地，所述的安装孔B中固定安装有定滑轮A，缆绳通过定滑轮A导向并与滚筒相连接，定滑轮A下方的缆绳经导向后与导向板平行。

进一步地，所述的安装孔B两侧安装有低程限位机构，在安装孔B左侧固定安装支撑架A，支撑架A与压杆铰接，压杆上安装定滑轮B，缆绳压迫在定滑轮B上，安装孔B右侧固定安装支撑架B，压杆压迫在支撑架B上并向右延出，压杆的右侧延出部分上固定连接弹簧导向杆，弹簧导向杆下端从弹簧上方插入，弹簧与连接座固定连接，连接座固定在操作平台上，支撑架B上固定安装安装板，安装板上固定安装有行程开关，行程开关位于压杆的正上方。

进一步地，所述的测量装置中包括水文RTU、可编程控制器以及泥沙测量仪，水文RTU与可编程控制器相连接，可编程控制器与编码器相连接并与步进电机相连接，泥沙测量仪与远程终端相连接。

进一步地，所述的测量装置、减速机以及步进电机与蓄电池相连接，蓄电池与太阳能电池板相连接。

本实用新型的有益效果：使用过程中稳定可靠，能够保证测量装置的稳定运行，实现对水流中泥沙含量的实时测量与传输，测量过程无需人工参与，从而降低工作强度以及危险性，便于水文测量中使用。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型行车结构示意图；

图3是本实用新型控制箱布置示意图；

图4是本实用新型行车低程限位示意图。

图中各标记对应的名称：

1、支撑结构；11、操作平台；12、混凝土立柱；13、混凝土底座；2、挡沙板；21、紧固条；3、方形导向板；4、行车；41、滚轮；42、固定架；43、测量装置；431、水文RTU；432、可编程控制器；433、泥沙监测仪；44、耳孔；45、缆绳扣；46、缆绳；47、安装孔A；5、控制箱；51、太阳能电池板；52、蓄电池；53、步进电机；54、减速机；55、滚筒；56、编码器；6、安装孔B；61、定滑轮A；7、低程限位机构；71、支撑架A；72、压杆；73、定滑轮B；74、支撑架B；75、安装板；76、行程开关；77、弹簧导向杆；78、弹簧；79、连接座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例：

如图1、2所示，在监测装置中设有支撑结构1，在支撑结构1中设有混凝土底座13，在混凝土底座13上浇筑有混凝土立柱12，并在混凝土立柱12上固定安装操作平台11，在操作平台11与混凝土底座13之间固定安装有方形导向板3，在方形导向板3的两侧安装有挡沙板3，挡沙板2通过紧固条21与混凝土立柱12固定连接，在方形导向板3上安装有行车4，行车4的周边设有安装孔47，并在其中安装有滚轮41，滚轮41与方形导向板3轻微接触，行车4每个侧面至少安装有两组滚轮41，并在行车4安装固定架42，并通过固定架42固定安装测量装置43，测量装置43中包括水文RTU431，可编程控制器432以及泥沙测量仪433，同时在行车4上还设有耳孔44，在耳孔44中连接缆绳扣45，缆绳扣45与缆绳46相连接，缆绳46延伸至操作平台11上的控制箱5中。

如图1、3所示，在控制箱5下方的操作平台11上开设有安装孔B6，在安装孔B6中安装有定滑轮A61，缆绳46经过定滑轮A61导向并穿过低程限位机构7缠绕在滚筒55上，滚筒55与减速机54相连接，减速机54连接步进电机53并与蓄电池52相连接，蓄电池52与太阳能电池板51相连接，同时设置有该步进电机53与编码器56相连接。

如图3、4所示，低程限位机构7设置在安装孔B6的两侧，在安装孔B6的左侧设有支撑架71，支撑架71与压杆72铰接，压杆72上安装定滑轮B73，缆绳46压迫在定环轮B73上，压杆72的右侧通过支撑架B74进行支撑，在支撑架B74右侧设置有连接座79，连接座79与弹簧78固定连接，在弹簧78中插有弹簧导向杆77，弹簧导向杆77与压杆72右端固定连接，并在支撑架B74上固定连接安装板75，在安装板75上固定安装行程开关76，行程开关76位于压杆72正上方。

本实用新型监测装置安装在河道中，用于实时监测河道水流中的泥沙量，过程中混凝土底座13以及混凝土立柱12的设置，一方面实现对监测装置的依托，保证监测装置使用的稳定性，另一方面也使得监测装置能够延伸到河道中，实现对河道水流中泥沙量的监测。

方形导向板3两侧挡沙板2的设置，实现了对水流中泥沙的阻挡，挡沙板2是于水流方向垂直布置的，能够有效的避免大量泥沙进入到行车4中，从而影响行车4的运动，行车4周边滚轮的设置，也能够有效的减小行车4运行过程中的摩擦力，使得行车4运行更加的流畅，于是才能够带动测量装置43在水中上下移动，实现对水流中泥沙量的测量。

行车4是通过缆绳46拉动的，缆绳46缠绕在与减速机54相连接的滚筒55上，过程中减速机54转动带动滚筒55转动，从而能够实现对行车4的上下移动，步进电机53等通过太阳能电池板51进行供电，太阳能电池板51可以有一块或是多块，由于减速机54的设置，装置整体耗电量很小，采用太阳能电池板51供电完全足够，同时也使得该装置便于在野外进行布置安装，缆绳46上方设置有定滑轮61，定滑轮61用于改变缆绳46的方向，定滑轮61的位置在实际安装过程中调试准确后焊接固定在安装孔B6中即可，定滑轮61安装完毕后，在缆绳46拉动行车4上下移动时，缆绳46与方形导向板3平行，即行车4不受到水平方向上的分力，从而保证行车4运行的流畅。

在测量装置43中配备了水文RTU431，能够提供实时水位数据，通过可编程控制器(PLC)432控制步进电机53的正反转来实现整个测沙仪系统的上升或者下降，同时通过编码器56来准确计算测沙系统上升或者下降的距离，以达到测沙仪系统在水下的深度自由调节，确保测沙代表性位置的准确性，过程中需要知道监测处的水位，实际操作中一般采用人工测量的方式将监测处的河床的深度测量出来，那么由河床的深度以及实时水位数据，即可控制步进电机53正反转来调节行车4的位置，进而调节测量装置43的位置，实际操作中测量装置43一般处于水深一半的位置，实现对水流中泥沙量的测量，而泥沙测量仪553测量的数据则传输到远程终端，实现对泥沙量的实时监测，此处控制原理皆为现有技术，在此就不再赘述。

装置运行过程中可能会出现偏差与故障，为保证装置安全，此时安装孔B6两侧安装的低程限位机构7即可用于避免测量装置43沉入河床淤泥中，当测量装置43触到河床，那么缆绳46中的力就会减少或是消失，此时失去了缆绳46的压迫，低程限位机构7中的弹簧78将不再收到束缚，从而弹簧78弹起，触点与行程开关76接触，从而切断步进电机53电源，实现对装置的保护，而后进行人工维护即可。

Claims (8)

1.一种泥沙在线监测装置，其特征在于：包括支撑结构(1)，所述的支撑结构(1)中设有混凝土底座(13)，混凝土底座(13)上浇筑有混凝土立柱(12)，混凝土立柱(12)上搭建操作平台(11)，操作平台(11)与混凝土底座(13)之间固定安装方形导向板(3)，方形导向板(3)上套设有行车(4)，行车(4)通过固定架(42)与测量装置(43)相连接，行车(4)上端与缆绳(46)相连接，缆绳(46)穿过控制箱(5)底部的安装孔B(6)并与滚筒(55)相连接，滚筒(55)连接减速机(54)并与步进电机(53)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种泥沙在线监测装置，其特征在于：所述的行车(4)的周边开设有安装孔A(47)，安装孔A(47)为通透孔并在其中安装有滚轮(41)，行车(4)每个侧面至少安装有两组滚轮(41)，滚轮(41)与方形导向板(3)相碰触。

3.根据权利要求1所述的一种泥沙在线监测装置，其特征在于：所述的行车(4)上端设有耳孔(44)，通过耳孔(44)连接缆绳扣(45)，缆绳扣(45)与缆绳(46)相连接。

4.根据权利要求1所述的一种泥沙在线监测装置，其特征在于：所述的行车(4)的两侧安装有挡沙板(2)，挡沙板(2)通过紧固条(21)与混凝土立柱(12)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种泥沙在线监测装置，其特征在于：所述的安装孔B(6)中固定安装有定滑轮A(61)，缆绳(46)通过定滑轮A(61)导向并与滚筒(55)相连接，定滑轮A(61)下方的缆绳(46)经导向后与导向板(3)平行。

6.根据权利要求1所述的一种泥沙在线监测装置，其特征在于：所述的安装孔B(6)两侧安装有低程限位机构(7)，在安装孔B(6)左侧固定安装支撑架A(71)，支撑架A(71)与压杆(72)铰接，压杆(72)上安装定滑轮B(73)，缆绳(46)压迫在定滑轮B(73)上，安装孔B(6)右侧固定安装支撑架B(74)，压杆(72)压迫在支撑架B(74)上并向右延出，压杆(72)的右侧延出部分上固定连接弹簧导向杆(77)，弹簧导向杆(77)下端从弹簧(78)上方插入，弹簧(78)与连接座(79)固定连接，连接座(79)固定在操作平台(11)上，支撑架B(74)上固定安装安装板(75)，安装板(75)上固定安装有行程开关(76)，行程开关(76)位于压杆(72)的正上方。

7.根据权利要求1所述的一种泥沙在线监测装置，其特征在于：所述的测量装置(43)中包括水文RTU(431)、可编程控制器(432)以及泥沙测量仪(433)，水文RTU(431)与可编程控制器(432)相连接，可编程控制器(432)与编码器(56)相连接并与步进电机(53)相连接，泥沙测量仪(433)与远程终端相连接。

8.根据权利要求1所述的一种泥沙在线监测装置，其特征在于：所述的测量装置(43)、减速机(54)以及步进电机(53)与蓄电池(52)相连接，蓄电池(52)与太阳能电池板(51)相连接。

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