[0003] 本发明所解决的技术问题在于提供一种用于水利工程的液位测量装置,以解决上述背景技术中的缺点。
[0004] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005] 用于水利工程的液位测量装置,包括液位测量桶体,其中,液位测量桶体一侧设置有用于将液位测量桶体安装在待测液位点的安装支架,液位测量桶体另一侧设置有用于进行水力发电的发电机构,为数据处理器、称重传感器、风速测量仪及电磁比例放气阀供电,感应支架设置在液位测量桶体上,感应浮球套装在感应支架上;上端盖设置在液位测量桶体顶部,并在上端盖内腔上部设置有多道用于安装稳定罩桶顶部的端盖环形槽,上端盖一侧沿竖直方向设置有用于连通液位测量桶体内外的端盖气道,在位于端盖气道出口处的上端盖上设置有用于控制放气量的电磁比例放气阀,风速测量仪设置在上端盖顶部;称重传感器设置在上端盖的回转中部,且称重传感器底部通过称重杆或称重拉绳与计量棒连接,当称重传感器通过称重拉绳与计量棒连接时,称重传感器用于测量计量棒对称重传感器的拉力,当水流慢慢升高时,液位测量桶体内外水位保持一致,随着水位慢慢升高,在浮力的作用下,计量棒上浮与称重传感器连接,称重传感器所受拉力慢慢减小,根据读数转化计算水位值的大小,在流水堰有水时,称重传感器的测量值与水位关系为:
[0006] W1-W2=W水(1)
[0007] W1为无水时称重传感器的测量值,W2为有水时称重传感器的测量值,W水为计量棒排开水的重量;
[0008]
[0009] S为计量棒的横截面积,ρ水为水的密度,h为测量时的水位;
[0010] 当称重传感器通过称重杆与计量棒连接时,称重传感器用于测量计量棒对称重传感器的支撑力,将无水时的称重传感器测量值设置为零,当水流慢慢升高时,液位测量桶体内外水位保持一致,随着水位慢慢升高,在浮力的作用下,计量棒上浮与称重传感器连接,称重传感器所受压力逐渐增大,根据读数转化计算水位值的大小,在流水堰有水时,称重传感器的测量值与水位关系为:
[0011]
[0012] W水为计量棒排开水的重量,S为计量棒的横截面积,ρ水为水的密度,h为测量时的水位;
[0013] h为测量时的水位,在式(2)中,称重传感器测量时受到的是拉力,在式(3)中,称重传感器测量时是受压力;
[0014] 液位测量桶体内底部设置有下支架,下支架上部设置有多道用于安装稳定罩桶底部的支架环形槽,下支架上沿周向均布设置有多个用于水过流的支架通道,稳定罩桶根据计量棒选型直径的大小配置,稳定罩桶上设置有多个用于水通流的连通孔,下支架位于底座上方,底座设置在液位测量桶体底部,底座内部设置有用于对进水机构和出水机构进行拆装的底座环型腔,底座过滤型腔设置在底座外部,用于安装缓冲机构的底座缓冲型腔设置在底座内部,且底座过滤型腔与底座缓冲型腔连通,底座一侧设置有底座进水通道与用于安装进水机构的底座进水插孔,底座另一侧设置有底座出水通道与用于安装出水机构的底座出水插孔,底座缓冲型腔通过底座进水通道与底座进水插孔连通,底座缓冲型腔通过底座出水通道与底座出水插孔连通;
[0015] 缓冲机构中,缓冲阀体关于自身对称,缓冲阀体内右侧设置有缓冲右横向通道与能够贯通缓冲阀体上下的缓冲右竖向通道,缓冲右横向通道一端与外部接通,缓冲右横向通道另一端与缓冲右竖向通道接通,缓冲阀体内左侧设置有能够贯通缓冲阀体上下的缓冲左竖向通道与缓冲左横向通道,缓冲左横向通道一端与外部接通,缓冲左横向通道另一端与缓冲左竖向通道接通;缓冲阀体沿自身回转中心设置有用于安装缓冲调节杆的通孔,用于调节缓冲右竖向通道和缓冲左竖向通道开度的缓冲阀门套装在缓冲调节杆一端,缓冲调节杆下端设置有用于锁定缓冲阀门相对开度位置的缓冲拼紧螺母,根据需要调整好缓冲右竖向通道和缓冲左竖向通道的开度后,通过拼紧缓冲拼紧螺母锁定缓冲阀门的相对开度位置;
[0016] 进水机构中,进水阀体内部从右至左依次设置有进水轴向通道、进水密封线、进水阀体型腔及用于安装进水阀芯的进水安装孔,并在进水阀体周向均布设置有与进水阀体型腔连通的进水径向通道,进水阀芯周向均布设置有使得进水阀芯与进水安装孔为线接触的进水阀芯支体,进水负压弹簧处于预压缩状态的一端与进水轴向通道接触,进水负压弹簧另一端与进水阀芯一端接触,进水阀芯另一端与进水调节弹簧一端接触,进水调节弹簧另一端与进水调节杆接触,进水调节杆与进水阀体连接,且通过进水调节内六角旋转调节进水调节杆与进水阀体的配合量,进而调整进水调节弹簧的预压缩量,使得进水阀芯的锥面与进水密封线接触密封,且预设定进水调节弹簧的预压缩力加进水阀芯相对进水安装孔的摩擦力等于进水负压弹簧的预压缩力,以使得进水阀芯的开启压力为零,在液位测量桶体内外压差作用下,进水阀芯开启,水从进水轴向通道进入经进水阀体型腔、进水径向通道进入液位测量桶体内,进水调节杆上设置有进水拼紧螺母,待进水调节弹簧调定后,通过拼紧进水拼紧螺母,锁定调定值;
[0017] 出水机构中,出水阀体内部从左至右依次设置有出水轴向通道、出水密封线、出水阀体型腔及用于安装出水阀芯的出水安装孔,并在出水阀体周向均布设置有与出水阀体型腔连通的出水径向通道,出水阀芯与出水阀芯支架连接,出水阀芯支架通过出水安装孔与出水阀体配合安装,出水阀芯支架周向均布设置有使得出水阀芯支架与出水安装孔为线接触的出水阀芯支体,出水负压弹簧处于预压缩状态的一端与出水轴向通道接触,出水负压弹簧另一端与出水阀芯一端接触,出水阀芯支架一端与出水调节弹簧一端接触,出水调节弹簧另一端与出水调节杆接触,出水调节杆与出水阀体连接,且通过出水调节内六角旋转调节出水调节杆与出水阀体的配合量,进而调整出水调节弹簧的预压缩量,使得出水阀芯的锥面与出水密封线接触密封,且预设定出水调节弹簧的预压缩力等于出水阀芯支架相对出水安装孔的摩擦力加出水负压弹簧的预压缩力,以使得出水阀芯的开启压力为零,在液位测量桶体内外压差作用下,出水阀芯开启,液位测量桶体内的水从出水径向通道进入经出水阀体型腔和出水轴向通道流出,出水调节杆上设置有出水拼紧螺母,待出水调节弹簧调定后,通过拼紧出水拼紧螺母,锁定调定值,出水阀芯一端设置有外六角,出水阀芯支架上设置有内六角,在出水阀芯支架与出水阀芯分别装入出水阀体后,通过内六角旋转出水阀芯支架和出水阀芯配合安装;
[0018] 称重传感器、感应支架及电磁比例放气阀分别与数据处理器连接。
[0019] 在本发明中,感应支架位于安装支架与发电机构连线的垂直方向上。
[0020] 在本发明中,上端盖上部设置有用于对上端盖进行拆装的端盖安装孔。
[0021] 在本发明中,底座底部设置有用于对底座进行拆装的底座安装孔。
[0022] 在本发明中,底座过滤型腔内设置有滤网。
[0023] 在本发明中,缓冲阀体上部外围设置有缓冲安装螺纹,缓冲机构通过缓冲安装螺纹配合安装在底座缓冲型腔内。
[0024] 在本发明中,缓冲阀门一侧设置有用于对缓冲阀门轴向进行限位的缓冲挡圈,缓冲挡圈安装在缓冲调节杆上,缓冲阀门另一侧与缓冲阀体上端面贴合。
[0025] 在本发明中,进水轴向通道内设置有进水孔用挡圈,进水负压弹簧处于预压缩状态一端与进水孔用挡圈接触。
[0026] 在本发明中,出水轴向通道内设置有出水孔用挡圈,出水负压弹簧处于预压缩状态一端与出水孔用挡圈接触。
[0027] 在本发明中,数据处理器与远程上位机连接,以实时实现对局部地区乃至国家级区域的水文智能监测,通过对累积数据的处理,为指导水利工程建设、调度用水和防汛抗涝提供决策性依据。
[0028] 有益效果:本发明中液位测量桶体提供两种测量方式,一种是称重传感器通过称重杆与计量棒连接,称重传感器用于测量计量棒对称重传感器的拉力,另一种是称重传感器通过称重拉绳与计量棒连接,称重传感器用于测量计量棒对称重传感器的支撑力,根据水的浮力作用结合称重传感器的测量值,换算出具体水位,测量精度高,有效减少人工读数误差,并在进水机构与出水机构之间设置有缓冲机构,从而避免较大水位差引发冲击;同时水位及波动测量机构与远程上位机连接,实现远程自动采集数据,有效降低人工劳动强度,并由水位及波动测量机构对接收的数据进行综合处理后传输至远程上位机,以实时实现对局部地区乃至国家级区域的水文智能监测,通过对累积数据的处理,为指导水利工程建设、调度用水和防汛抗涝提供决策性依据。