專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水位測(cè)量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水位測(cè)量計(jì)。
背景技術(shù)：
目前水文測(cè)量上所采用的水位計(jì)主要有水尺、接觸式水位測(cè)量裝置、浮子式水位計(jì)、超聲波式水位計(jì)和壓力式水位計(jì)。其中水尺雖然簡(jiǎn)單易用，但由于是人工觀測(cè)水位數(shù)據(jù)，容易產(chǎn)生偏差且自動(dòng)化水平低。接觸式水位測(cè)量裝置包括水位測(cè)針、懸垂式水位計(jì)兩種類(lèi)型，它們的測(cè)量精度較高，但是水位測(cè)針?biāo)鶞y(cè)的水位變化范圍小，而懸垂式水位計(jì)需要建有靜水井，安裝成本高，并且在結(jié)冰期都不適用。浮子式水位計(jì)雖然精度很高，但是需要安裝在井房中，有些場(chǎng)所建井困難，使用范圍受到限制。而超聲波式水位計(jì)容易受天氣和水面波浪的影響，造成較大誤差?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用的壓力式水位計(jì)不需要建造井房，安裝方便，特別適用于無(wú)法建造測(cè)井或建井有困難的地方，且造價(jià)低廉，但是由于傳統(tǒng)的壓力式水位計(jì)假設(shè)水體密度恒定，而實(shí)際水體密度因含鹽度、含沙量等因素的影響因此不能反映出水體密度變化給水位測(cè)量帶來(lái)的影響，使得測(cè)量值不夠準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種安裝使用簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，測(cè)量準(zhǔn)確的水位測(cè)量計(jì)。采用本實(shí)用新型測(cè)量水位可以修正水體密度變化給水位測(cè)量值帶來(lái)的影響，并且測(cè)量范圍大精度高，不受天氣、水質(zhì)、泥沙、冰凌、漂浮物等影響，適用于任何地方水體的水位測(cè)量。本實(shí)用新型安裝于河床底部，不影響河道，同時(shí)可以防范人為破壞和盜竊。
技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。該水位測(cè)量計(jì)由壓力傳感器6、水位顯示器9、電纜8、電纜5、電子拉力計(jì)4、拉力繩3、浮桶1、保護(hù)鋼管7和透水保護(hù)桶2組成。水位顯示器9通過(guò)電纜8與壓力傳感器6連接，同時(shí)通過(guò)電纜5與電子拉力計(jì)4連接，電子拉力計(jì)4的另一端通過(guò)拉力繩3與浮桶1連接。
本實(shí)用新型測(cè)量水位的原理如下實(shí)際水位 H＝h+h’ (1)其中 h＝F壓/ρg (2)由此可知，實(shí)際水位H＝F壓/ρg+h’(3)式中H----實(shí)際水位h---測(cè)點(diǎn)至水面距離h’---測(cè)點(diǎn)實(shí)際高程F壓---測(cè)點(diǎn)所受壓力ρ---所測(cè)水體密度g----重力加速度從(3)式可知，實(shí)際水位由測(cè)點(diǎn)壓力和水體密度決定，因此只要采集到測(cè)點(diǎn)壓力和水體密度即可計(jì)算出實(shí)際水位.測(cè)點(diǎn)壓力可以通過(guò)壓力傳感器6直接測(cè)出.而密度的測(cè)量原理如下，根據(jù)阿基米德原理，物體在液體中所受的浮力等于它所排開(kāi)的同體積的液體的重量。假設(shè)水體中有一與拉力計(jì)相連的浮球，該浮球受力情況如下F+G＝F浮(4)F?。溅裧v(5)由此可知，水體密度ρ＝(F+G)/gv (6)式中F---浮球所受拉力G---浮球重力F浮---浮球所受浮力ρ----所測(cè)水體密度v----浮球體積g----重力加速度由(6)式可知，只要測(cè)出浮球所受拉力，即可計(jì)算出水體密度，根據(jù)(3)式確定水體密度和測(cè)點(diǎn)壓力即可計(jì)算出實(shí)際水位。
本實(shí)用新型即是利用上述原理制造，該水位測(cè)量計(jì)由壓力傳感器6、水位顯示器9、電纜8、電纜5、浮桶1、拉力繩3、電子拉力計(jì)4、保護(hù)管7和透水保護(hù)桶2組成。電子拉力計(jì)4通過(guò)電纜5與水位顯示器9相連。電子拉力計(jì)4的另一端通過(guò)一根高韌性拉力繩3與浮桶1連接。浮桶1可以是任意形狀，只要其能準(zhǔn)確測(cè)量出體積即可。在浮桶1和電子拉力計(jì)4外可罩有一透水保護(hù)筒2，保護(hù)筒2可以是在一圓筒上開(kāi)有多個(gè)透水孔；也可以采用絲網(wǎng)圍成筒型。其作用在于防止由于液體流動(dòng)而帶動(dòng)浮桶1左右擺動(dòng)所引起的誤差。
同時(shí)將一壓力傳感器6通過(guò)電纜8與水位顯示器9相連，壓力傳感器6和連接電纜全部用保護(hù)管7保護(hù)起來(lái)，保護(hù)管7上沿軸線(xiàn)方向等間隔(例如每間隔2厘米)開(kāi)孔，整個(gè)保護(hù)管7全部用無(wú)紡布包裹。孔的大小和形狀可以根據(jù)實(shí)際情況確定，例如可以是直徑6毫米的梅花孔，只要可以保證壓力傳感器6良好的的透壓性并防止泥沙淤積影響測(cè)量的靈敏性即可。保護(hù)管7一端與透水保護(hù)筒2連接，一端延伸至水體外。
在使用時(shí)，可以通過(guò)任何已知方式例如水下打樁的方式將整個(gè)水位測(cè)量計(jì)固定在水體中。當(dāng)電子拉力計(jì)4和浮桶1都沒(méi)入水體中時(shí)，可以通過(guò)電子拉力計(jì)4測(cè)出浮桶1所受的拉力F，將電子拉力計(jì)4通過(guò)電纜5與水位顯示器9相連，就可以將電子拉力計(jì)4所測(cè)數(shù)據(jù)傳送至水位顯示器中9，通過(guò)軟件處理得到水體密度ρ。與此同時(shí)壓力傳感器6將所測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)電纜8傳送至水位顯示器9，從而得到測(cè)點(diǎn)壓力F壓。水位顯示器9通過(guò)軟件處理數(shù)據(jù)，就可以測(cè)出相應(yīng)水體密度下的實(shí)際水位，并在顯示出來(lái)。
有益效果本實(shí)用新型測(cè)量范圍大且測(cè)量精度高?？梢跃_測(cè)量出含有泥沙以及其他復(fù)雜成分的水體水位，防止因含鹽度、含沙量等因素差異而引起的水位測(cè)量偏差。同時(shí)還具有測(cè)量方法簡(jiǎn)單可靠，生產(chǎn)成本低廉，安裝維護(hù)簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)，并且測(cè)量不受天氣、水質(zhì)、泥沙、冰凌、漂浮物等影響，適用于任何地方水體的水位測(cè)量。本實(shí)用新型安裝于河床底部，不影響河道，同時(shí)可以防范人為破壞和盜竊。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型由壓力傳感器6、水位顯示器9、電纜8、電纜5、浮桶1、拉力繩3、電子拉力計(jì)4、保護(hù)管7和透水保護(hù)桶2組成。電子拉力計(jì)4一端通過(guò)一根高韌性拉力繩3與浮桶1連接，另一端通過(guò)電纜5與水位顯示器9相連。電子拉力計(jì)4和浮桶1外罩有透水保護(hù)桶2。壓力傳感器6通過(guò)電纜8與水位顯示器9相連。壓力傳感器6和連接電纜全部用保護(hù)管7保護(hù)起來(lái)，保護(hù)管7上沿軸線(xiàn)方向等間隔(例如每間隔2厘米)開(kāi)孔，整個(gè)保護(hù)管7全部用無(wú)紡布包裹。保護(hù)管7的一端與密度測(cè)量計(jì)的透水保護(hù)筒2連接，一端延伸至水體外。
將該水位測(cè)量計(jì)安裝在距河邊1/4處，使浮桶1、電子拉力計(jì)4和壓力傳感器6沒(méi)入水體中，并通過(guò)水下打樁將整個(gè)水位測(cè)量計(jì)固定在水體中。電子拉力計(jì)4將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)電纜5傳送至水位顯示器9中，水位顯示器9通過(guò)軟件處理得到水體實(shí)時(shí)密度。與此同時(shí)壓力傳感器6將測(cè)點(diǎn)壓力F壓通過(guò)電纜8傳送至水位顯示器9。通過(guò)后臺(tái)軟件對(duì)水體密度和測(cè)點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理數(shù)據(jù)，就可以測(cè)得相應(yīng)水體密度下的實(shí)際水位，并顯示出來(lái)。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基本上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種水位測(cè)量計(jì)，它包括壓力傳感器(6)、水位顯示器(9)和電纜(8)，其特征在于壓力傳感器(6)通過(guò)電纜(8)與水位顯示器(9)相連，并且電子拉力計(jì)(4)通過(guò)電纜(5)與水位顯示器(9)連接，電子拉力計(jì)(4)的另一端通過(guò)拉力繩(3)與浮桶(1)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水位測(cè)量計(jì)，其特征在于所述電子拉力計(jì)(4)和浮桶(1)外罩有透水保護(hù)桶(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水位測(cè)量計(jì)，其特征在于所述電纜外有開(kāi)孔的保護(hù)管(7)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種壓力水位計(jì)，包括壓力傳感器6、水位顯示器9、電纜8，其特征在于壓力傳感器6通過(guò)電纜8與水位顯示器9相連，并且電子拉力計(jì)4通過(guò)電纜5與水位顯示器9連接，電子拉力計(jì)4的另一端通過(guò)拉力繩3與浮桶1連接。本實(shí)用新型通過(guò)上述裝置測(cè)出影響壓力傳感器受力變化的水體密度，并將其用于水位修正，可以準(zhǔn)確測(cè)量出含有泥沙以及其他復(fù)雜成分的水體水位，防止因水體密度差異而造成水位測(cè)量偏差。同時(shí)還具有生產(chǎn)成本低廉，安裝維護(hù)簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)，并且適用于任何地方、任何天氣和水體結(jié)冰期水位的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01F23/14GK2616894SQ0324552
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月21日
發(fā)明者楊卓, 王榮利 申請(qǐng)人:楊卓, 王榮利