CN220542178U - 一种带自清洁和净化水域功能的水尺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种带自清洁和净化水域功能的水尺，包括水尺本体，水尺本体的内部设有安装部，若干个均匀间隔排布的超声振子固定连接在安装部一侧，水尺本体一端开设有线口，若干个超声振子电连接后连接超声波电路板，超声波电路板设置在安装部上并靠近水尺本体顶端设置，超声波电路板的电源线通过线口延伸至水尺本体外部，水尺本体内部远离线口的一端安装有液位传感器，本带自清洁和净化水域功能的水尺通过内部超声振子发出的超声波，定期对水尺表面进行清洗，液位传感器可以实时检测水面的高度，根据水面高度来决定水尺是否需要启动，以及需要启动的超声振子的数量，节约了能耗，减少了超声振子不必要的工作时间，延长了水尺的工作寿命。

Description

一种带自清洁和净化水域功能的水尺

技术领域

本申请涉及水尺技术领域，具体为一种带自清洁和净化水域功能的水尺。

背景技术

水尺作为一种度量水位高低的工具，广泛应用于水库、河道、湖泊等水利工程中，通常为竖直固定安装在水域中的柱状物，其上刻有高度刻度标记，读取水面位置的刻度读数即可知道水位高度，一般分为电子水尺和刻度水尺。

由于水尺长时间浸泡在水中，水中含有大量杂质、污泥、苔藓、藻类等浮游生物，在长时间浸泡后，会逐渐聚集、堆积在水尺表面，影响数据刻度的读取，因此需要定期对水尺表面进行清洗。

现有的水尺清洁方式主要分两种：第一种是依靠人工清洗，由于水文水尺安装地点往往深入水中离岸边尚有一定距离，因此需要人工划船靠近手工清洁，用船不仅不方便，而且人工成本高，效率低，还存在安全风险，特别是在水尺数目多、分布分散的区域尤其不适用；第二种是基于电机和滚刷的机械清洗装置，用电机带动滚刷在水尺表面做往复运动来清洁污垢和藻类等附着物。机械结构常年浸泡在水中，无法避免生锈、老化、被杂质侵入等问题，一旦运动机构因生锈或者被杂物卡住而无法运行，整套清洁装置等同报废；而且由于水尺有圆柱形、长条形、半圆柱形、弧形等多种形状，尺寸大小也各不相同，任何一种机械的清洁装置都无法做到适用所有型号水尺。无论是和水尺安装为一体的固定式清洁装置，还是清洁完拆除的移动式清洁装置，都有结构复杂、故障率高、安装麻烦、通用性差、供电困难等问题。因此目前缺乏一种安装方便、简单可靠、清洗效果好、长期有效的可自清洁的水尺。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种带自清洁和净化水域功能的水尺，可以自动清洁水尺表面污垢和附着物，通过内部超声波振子发出的超声波，根据实际情况对水尺表面进行清洗，灵活便利。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种带自清洁和净化水域功能的水尺，包括水尺本体，水尺本体的内部设有安装部，若干个均匀间隔排布的超声振子固定连接在安装部一侧，水尺本体一端开设有线口，若干个超声振子电连接后连接超声波电路板，超声波电路板设置在安装部上并靠近水尺本体顶端设置，超声波电路板的电源线通过线口延伸至水尺本体外部，水尺本体内部远离线口的一端安装有液位传感器。

本带自清洁和净化水域功能的水尺将超声振子和超声波电路板都设计安装在水尺内部，通过内部超声振子发出的超声波，定期对水尺表面进行清洗，液位传感器可以实时检测水面的高度，根据水面高度来决定水尺是否需要启动，以及需要启动的超声振子的数量，对于完全露出水面可以不工作或者降低工作时间，完全没入水中的水尺可以设定每天清洗的次数，对于部分没入水中的水尺，只启动其没入水中及水面附近部分的超声振子，这样节约了能耗，减少了超声振子不必要的工作时间，延长了水尺的工作寿命。

优选的，水尺本体为圆柱形，水尺本体一端开口，开口处通过密封圈密封有水密端盖，线口开设在水密端盖上，电源线与水密端盖硫化为一体，采用硫化的方式将电源线与水尺的水密端盖硫化为一体，配合水密端盖上的密封圈起到良好的水密效果，保证即使布放在深水区的水尺在水位完全没过水尺顶部的情况下依旧能正常、可靠的工作。

优选的，水密端盖侧部设有环绕水密端盖的第一防水槽、第二防水槽以及第三防水槽，第一防水槽靠近线口设置，第三防水槽远离线口设置，第二防水槽设置在第一防水槽和第三防水槽之间，由于水尺内部有电路板，因此防水十分重要，该设计可以增强水密端盖与水尺连接处的密封性。

优选的，为了方便水密端盖安装，第一防水槽、第二防水槽以及第三防水槽的尺寸依次缩小。

优选的，安装部包括支架和安装板，支架连接在水密端盖上，安装板连接在水尺本体内侧壁上，超声波电路板设置在支架上，超声波电路板产生高频的电信号，输送给下方超声振子，产生高频的超声波辐射到水尺外表面，清洗水尺表面的污泥、油污和附着的水生物，并进一步通过水域向远处传播，起到清除水域油污、除藻抑藻、净化水质的作用，超声波电路板设置在支架上，在生产调试过程中可以先将水尺内超声振子的接线引出，调试完成后将接线裁剪到合适长度，将超声波电路板在水密端盖上固定好之后再整体装进水尺本体内，减少了生产步骤，方便了安装调试，而供电的电源线从水密端盖上整根一体引出，没有接插头和焊接线头，增加了水尺电路部分的可靠性，也有利于更好的水密。

优选的，安装板上焊接有螺杆，超声振子内部设有螺纹孔，超声振子通过螺杆螺纹连接在安装板上，并与安装板贴合，超声振子采用螺杆的方式固定在水尺的内表面，因此不受水尺形状和尺寸的限制，而平面与平面的紧密贴合能够让超声波更好的传导，提高了能量转换效率，加强了对水尺表面的清洗效果，固定超声振子的螺柱用焊机焊接在水尺内的半圆柱平面上，免去了开孔、穿螺杆、上螺帽的繁琐安装步骤，提高了生产效率，水尺表面光洁平整，无开孔和螺帽，保证了产品整体的美观度，水尺表面刻度也更加清晰和易于辨认。

优选的，支架两侧与水密端盖分别连接有支撑杆。

优选的，水尺本体采用刻度水尺、电子显示水尺或传感器读数的数码水尺。

优选的，超声振子一端为圆柱体结构，另一端为圆台结构，圆台结构上台面的尺寸小于下台面，上台面与圆柱体结构一体化连接，螺纹孔从下台面开设。

优选的，若干个超声振子通过电缆电连接，电缆沿每个超声振子的圆柱体结构和圆台结构连接处连接若干个超声振子。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本带自清洁和净化水域功能的水尺实现清洁功能的同时，既能控制整根水尺是否启动超声，也能控制水尺内部开启的超声振子的数量，水尺底部安装有液位传感器，可以实时检测水面的高度，根据水面高度来决定该水尺是否需要启动，以及需要启动的超声振子的数量，这样设计节约了能耗，减少了超声振子不必要的工作时间，延长了水尺的工作寿命；

本带自清洁和净化水域功能的水尺安装方式与普通水尺一致，因此具有安装方便的优点；

本带自清洁和净化水域功能的水尺采用超声波清洗的方式不设置运动机构，不需要机械维护，因此具有简单可靠的优点；

本带自清洁和净化水域功能的水尺采用超声波清洗，不仅清洗污泥和污垢效果好，还有除藻和防止水生物附着的效果，因此对于清洁水尺表面的藻类等附着的水生物有更为突出的效果，超声波在水中产生的空化效应和乳化效应可以分解和溶解油脂，对于清洁水尺表面附着的油污也有更好的效果；

本带自清洁和净化水域功能的水尺采用超声波清洗还可以祛除水尺附近水域的藻类并防止藻类的生长和爆发，因此还具有除藻抑藻、净化水质的作用；

本带自清洁和净化水域功能的水尺的电源线经水密端盖从水尺内部引出，并将端盖、接头和线缆硫化为一体，类似模块化设计，减少了安装螺丝，省去了繁琐的安装步骤，还便于维护，同时加强了整体的密封性，即使长时间全部没入水中也能正常工作。

附图说明

图1为本申请带自清洁和净化水域功能的水尺的剖视结构示意图；

图2为图1中A部分的结构放大图；

图3为本申请带自清洁和净化水域功能的水尺的立体结构示意图；

图4为本申请带自清洁和净化水域功能的水密端盖和支架的连接示意图；

图5为本申请带自清洁和净化水域功能的超声振子的连接示意图；

图6为图5中B部分的结构放大图。

附图标记：1、水尺本体；11、水密端盖；111、第一防水槽；112、第二防水槽；113、第三防水槽；2、超声振子；3、线口；4、超声波电路板；5、电源线；6、液位传感器；7、支架；71、支撑杆；8、安装板；81、螺杆。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

大功率超声波在液体中传播时，由于非线性作用，会产生声空化现象。声空化会在液体中产生大量的微小气泡或空腔，这些小气泡会随声压的剧烈变化作强烈的生长和更加强烈的闭合运动，其在最后形成崩溃塌缩的时候会产生强大的冲击波和微射流，伴随超过5000K的瞬时高温和上千个大气压力的瞬时高压。

空化产生的高温高压的冲击波和微射流会对污垢层进行反复的冲击，一方面破坏污物与水尺表面的吸附，另一方面会造成污垢成分的分解，加速可溶性污物的溶解，使污物快速的脱离水尺表面。因此超声波的清洁方式具有速度快、效果好的优点。

对于油脂性污物，由于超声空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在水尺表面时，油被乳化，固体粒子即脱落，水尺上的油污被清洗干净。

空化气泡在破裂时产生的冲击波和微射流会撕裂藻类和浮游生物的细胞壁，破坏藻类细胞内的气胞，使藻类不能上浮进行光合作用；其高温高压产生的高温裂解和自由基氧化会破坏藻类生物的酶活性和叶绿素。从而多方面抑制藻类的成长，使藻类失去存活和繁殖的能力，自行衰退灭亡。

基于上述本申请提出了一种带自清洁和净化水域功能的水尺，如图3所示，包括水尺本体1，水尺本体1采用刻度水尺，水尺本体1为圆柱形，水尺本体1一端开口，如图1所示，开口处通过密封圈密封有水密端盖11，水密端盖11上开设有线口3，如图4所示，水密端盖11侧部设有环绕水密端盖11的第一防水槽111、第二防水槽112以及第三防水槽113，第一防水槽111靠近线口3设置，第三防水槽113远离线口3设置，第二防水槽112设置在第一防水槽111和第三防水槽113之间，第一防水槽111、第二防水槽112以及第三防水槽113的尺寸依次缩小，水尺本体1的内部设有支架7和安装板8，支架7连接在水密端盖11上，支架7两侧与水密端盖11分别连接有支撑杆71，安装板8连接在水尺本体1内侧壁上，安装板8上焊接有螺杆81，超声振子2内部设有螺纹孔，如图2所示，若干个均匀间隔排布的超声振子2分别通过螺杆81螺纹连接在安装板8上，并与安装板8贴合，若干个超声振子2电连接后连接超声波电路板4，如图5和6所示，超声振子2一端为圆柱体结构，另一端为圆台结构，圆台结构上台面的尺寸小于下台面，上台面与圆柱体结构一体化连接，螺纹孔从下台面开设，若干个超声振子2通过电缆电连接，电缆沿每个超声振子2的圆柱体结构和圆台结构连接处连接若干个超声振子2，超声波电路板4设置在支架7上，超声波电路板4的电源线5通过线口3延伸至水尺本体1外部，电源线5与水密端盖11硫化为一体，水尺本体1内部远离线口3的一端安装有液位传感器6。

本带自清洁和净化水域功能的超声波电路板4产生高频的电信号，输送给下方超声振子2，产生高频的超声波辐射到水尺外表面，清洗水尺表面的污泥、油污和附着的水生物，并进一步通过水域向远处传播，起到清除水域油污、除藻抑藻、净化水质的作用。

污泥的沉积和藻类的生长是个相对缓慢的过程，超声波清洗能量大、效率高，短时间内即可将数天沉积的污泥和藻类清洗干净。因此根据所处水域水质情况，可灵活控制本发明水尺的超声清洗时间，通常24小时内工作15～30分钟即可，所需能耗小，可长期运行，持久保持水尺表面的干净清洁。

因所需能耗小，本申请的水尺除了可220V/AC市电供电以外，还接受24V直流供电，这样在取电不方便的野外水域，可采用太阳能光伏板和蓄电池的形式供电，大大扩展了水尺的适用环境。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请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申请。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，本申请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申请内。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。

Claims (10)

1.一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于，包括：水尺本体（1），水尺本体（1）的内部设有安装部，若干个均匀间隔排布的超声振子（2）固定连接在安装部一侧，水尺本体（1）一端开设有线口（3），若干个超声振子（2）电连接后连接超声波电路板（4），超声波电路板（4）设置在安装部上并靠近水尺本体（1）顶端设置，超声波电路板（4）的电源线（5）通过线口（3）延伸至水尺本体（1）外部，水尺本体（1）内部远离线口（3）的一端安装有液位传感器（6）。

2.根据权利要求1所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：水尺本体（1）为圆柱形，水尺本体（1）一端开口，开口处通过密封圈密封有水密端盖（11），线口（3）开设在水密端盖（11）上，电源线（5）与水密端盖（11）硫化为一体。

3.根据权利要求2所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：水密端盖（11）侧部设有环绕水密端盖（11）的第一防水槽（111）、第二防水槽（112）以及第三防水槽（113），第一防水槽（111）靠近线口（3）设置，第三防水槽（113）远离线口（3）设置，第二防水槽（112）设置在第一防水槽（111）和第三防水槽（113）之间。

4.根据权利要求3所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：第一防水槽（111）、第二防水槽（112）以及第三防水槽（113）的尺寸依次缩小。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：安装部包括支架（7）和安装板（8），支架（7）连接在水密端盖（11）上，安装板（8）连接在水尺本体（1）内侧壁上。

6.根据权利要求5所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：安装板（8）上焊接有螺杆（81），超声振子（2）内部设有螺纹孔，超声振子（2）通过螺杆（81）螺纹连接在安装板（8）上，并与安装板（8）贴合。

7.根据权利要求5所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：支架（7）两侧与水密端盖（11）分别连接有支撑杆（71）。

8.根据权利要求1所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：水尺本体（1）采用刻度水尺、电子显示水尺或传感器读数的数码水尺。

9.根据权利要求6所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：超声振子（2）一端为圆柱体结构，另一端为圆台结构，圆台结构上台面的尺寸小于下台面，上台面与圆柱体结构一体化连接，螺纹孔从下台面开设。

10.根据权利要求9所述的一种带自清洁和净化水域功能的水尺，其特征在于：若干个超声振子（2）通过电缆电连接，电缆沿每个超声振子（2）的圆柱体结构和圆台结构连接处连接若干个超声振子（2）。