河道探底裝置及自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種河道探底裝置，它包括伸縮桿和固定于伸縮桿前端的探底頭，固定于伸縮桿后端的遠(yuǎn)程控制站，所述探底頭將觸底信號(hào)送至遠(yuǎn)程控制站實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮桿伸縮動(dòng)作的控制。一種自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)，它包括固定桁架以及設(shè)置于固定桁架上的測(cè)流車，在測(cè)流車上設(shè)置遠(yuǎn)程控制站和河道探底裝置，在固定桁架一端設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)控制站，現(xiàn)場(chǎng)控制站和遠(yuǎn)程控制站之間通過無線通訊設(shè)備完成數(shù)據(jù)連接和交換。
【專利說明】河道探底裝置及自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本方案涉及一種探測(cè)裝置，尤其涉及一種河道探底裝置及自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，技術(shù)的創(chuàng)新?，F(xiàn)在化、自動(dòng)化、多元化的設(shè)備逐漸的進(jìn)入各個(gè)行業(yè)。近年來，隨著灌區(qū)、河道信息化建設(shè)不斷深入，市場(chǎng)上出現(xiàn)一大批用于灌區(qū)、河道自動(dòng)化測(cè)水量水的儀器、儀表，如感應(yīng)式水位計(jì)、超聲波流量計(jì)、壓力式智能水位計(jì)以及聲學(xué)駐波式水位計(jì)等。但始終難以符合國內(nèi)眾多灌區(qū)及中小河流流量監(jiān)測(cè)的需求。如引黃灌區(qū)自動(dòng)化建設(shè)，灌區(qū)內(nèi)水流混濁，灌區(qū)、河道淤泥、沉沙較多，給自動(dòng)測(cè)流帶來了重大的難題。水文纜道測(cè)流是目前多數(shù)灌區(qū)和河道測(cè)流選用的測(cè)量方式，其工作原理是借助“流速一面積”法中的積分法進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)所測(cè)流的河道寬度和水深進(jìn)行選點(diǎn)，然后在不同的垂直深度采用旋槳或旋杯流速儀采集流速，根據(jù)截面積推算流量。
[0003]系統(tǒng)主要由索纜、固定柱(架)、鉛魚(錨)等組成，安裝前需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行勘察，選定測(cè)流區(qū)域在河兩岸固定混凝土或鋼結(jié)構(gòu)的固定柱，選擇一岸建設(shè)測(cè)流房，然后在兩岸固定柱之間架設(shè)索纜，在測(cè)流房內(nèi)配套相應(yīng)的電機(jī)、滑輪、配重等附件。在索纜上固定鉛魚，然后通過電機(jī)帶動(dòng)纜繩運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)鉛魚的移動(dòng)，在鉛魚上固定流速儀，當(dāng)鉛魚到達(dá)測(cè)量位置后，通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)纜繩進(jìn)行鉛魚垂直入水，然后根據(jù)記錄單位時(shí)間的流速儀數(shù)據(jù)從而推算出該水深的流速，重復(fù)該動(dòng)作完成整個(gè)河道的流速測(cè)量，然后套用相應(yīng)水深的截面積從而得出流量數(shù)據(jù)。水文纜道測(cè)流受其自身硬件設(shè)備的限制隨著信息技術(shù)的發(fā)展，其工作方式和測(cè)量過程逐漸暴漏出不足，不能適應(yīng)目前水利信息行業(yè)的發(fā)展，其主要問題有以下幾點(diǎn):
[0004]1、隨著信息化的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和應(yīng)用，纜道測(cè)流方式采用計(jì)算機(jī)控制時(shí)存在硬件上的限制無法完全進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)和操作。
[0005]2、因?yàn)槔|道的軟性連接的方式造成測(cè)流時(shí)的定位誤差，無法準(zhǔn)確的判定測(cè)流絞車的運(yùn)行位置，從而造成測(cè)量的誤差。
[0006]3、同樣因?yàn)槔|繩的軟性連接在測(cè)流絞車到達(dá)測(cè)量位置后，測(cè)流設(shè)備的入水深度和河道水深的監(jiān)測(cè)無法給出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
[0007]4、目前纜道測(cè)流基本都在手動(dòng)或半自動(dòng)狀態(tài)，占用人力資源過多；另外測(cè)控室內(nèi)各種電機(jī)、滑輪、配重附件較多占用空間大，維修不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本方案針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種適合灌區(qū)及河道測(cè)流的河道探底裝置及自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)。
[0009]一種河道探底裝置，它包括伸縮桿和固定于伸縮桿前端的探底頭，固定于伸縮桿后端的遠(yuǎn)程控制站，所述探底頭將觸底信號(hào)送至遠(yuǎn)程控制站實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮桿伸縮動(dòng)作的控制。[0010]所述探底頭包括連桿，連桿的上端與伸縮桿連接，連桿上設(shè)置有上下兩處凸起，一帶有上下兩通孔的固定邊框套裝在連桿外周并與連桿滑配，固定邊框受上凸起的限制使上通孔保持在上凸起之上的位置；下通孔的直徑小于下凸起的直徑；在固定邊框和連桿上端之間設(shè)置有第三彈簧，在上凸起和下凸起之間的連桿上固定設(shè)置有常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)；在常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)之間的連桿上設(shè)置有第二彈簧；在下凸起和固定邊框之間設(shè)置有第一彈簧；常閉觸點(diǎn)接入伸縮桿的電器控制回路，常開觸點(diǎn)接入遠(yuǎn)程控制站的開關(guān)量輸入點(diǎn)。
[0011]常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)是聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)，當(dāng)固定邊框沿連桿向上移動(dòng)時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。伸縮桿的電器控制回路內(nèi)接入常閉觸點(diǎn)，作為伸縮桿電機(jī)的保護(hù)觸點(diǎn)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)伸縮桿伸出時(shí)，常閉觸點(diǎn)一直閉合作為電流通路，當(dāng)探底頭下探到河底受力壓縮時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開使電器控制回路斷電，探桿停止伸出；同時(shí)常開觸點(diǎn)接入遠(yuǎn)程控制站的S7-200模塊的開關(guān)量輸入點(diǎn)，探底頭受力時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，S7-200模塊收到觸點(diǎn)信號(hào)，可判定探桿到底完成一個(gè)探底行程。完成探底后遠(yuǎn)程控制站給出收桿信號(hào)，河道探底裝置解除壓力在彈簧的張力下恢復(fù)初始狀態(tài)，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)探底行程。
[0012]所述伸縮桿為液壓推桿或者電動(dòng)升降桿；沈陽生產(chǎn)的TTG電動(dòng)升降桿或揚(yáng)州生產(chǎn)的液壓推桿的方式作為水深監(jiān)測(cè)和流速儀表的固定入水設(shè)備。升降桿安裝在測(cè)流小車底部由螺栓固定在測(cè)流小車的底板上，通過電器回路接入遠(yuǎn)程控制站，由模塊開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)升降桿的控制，升降桿由多級(jí)伸縮裝置組成，內(nèi)部為螺旋機(jī)制，由電機(jī)帶動(dòng)主螺旋運(yùn)動(dòng)，主螺旋再帶動(dòng)從螺旋行走，外部為保護(hù)筒，螺旋桿與保護(hù)筒間由定位器連接，從而可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)伸縮桿的行程距離。
[0013]所述遠(yuǎn)程控制站和伸縮桿安裝在測(cè)流車上，測(cè)流車沿測(cè)流桁架移動(dòng)位置。
[0014]所述遠(yuǎn)程控制站為西門子S7-200模塊。常開觸點(diǎn)接入遠(yuǎn)程控制站的S7-200模塊的開關(guān)量輸入點(diǎn)；流速測(cè)量儀表裝在探底頭的連桿上端，選用南京寶威儀器生產(chǎn)的LB70-2D流速儀。信號(hào)部件磁敏干簧管安裝在流速儀的油室之外，雙磁激勵(lì)結(jié)構(gòu)動(dòng)作靈敏；旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)密封裝置性能好，可有效地減緩軸承油室進(jìn)水。當(dāng)測(cè)點(diǎn)水流沖擊旋杯時(shí)，四組旋杯繞軸旋轉(zhuǎn)，每5圈產(chǎn)生一個(gè)脈沖量，再通過流速線性公式，準(zhǔn)確的換算出點(diǎn)流速。
[0015]本方案的有益效果是河道探底裝置通過探底頭發(fā)出的觸底信號(hào)后停止動(dòng)作，同時(shí)軟件記錄此時(shí)的數(shù)據(jù)作為探桿伸出的長度，綜合河道水位數(shù)據(jù)可計(jì)算得出水深及河底淤泥的數(shù)據(jù)。同時(shí)根據(jù)探底信號(hào)可隨時(shí)調(diào)整同一斷面不同垂直深度的流速測(cè)量，得到全面和準(zhǔn)確的流速數(shù)據(jù)保證流量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度。
[0016]本方案還提出了一種自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)，它包括固定桁架以及設(shè)置于固定桁架上的測(cè)流車，在測(cè)流車上設(shè)置遠(yuǎn)程控制站和河道探底裝置，在固定桁架一端設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)控制站，現(xiàn)場(chǎng)控制站和遠(yuǎn)程控制站之間通過無線通訊設(shè)備完成數(shù)據(jù)連接和交換。
[0017]本方案的具體特點(diǎn)還有，無線通訊設(shè)備選用美國摩托羅拉NS5無線通訊網(wǎng)橋，工
作模式為Access Point-Station架構(gòu)。體積小、重量最輕、功能實(shí)用、性能穩(wěn)定，以太網(wǎng)
接口 TCP/IP協(xié)議，為遠(yuǎn)程站和控制站提供可靠的數(shù)據(jù)通信無線信道。
[0018]控制系統(tǒng)安裝現(xiàn)場(chǎng)控制站和遠(yuǎn)程控制站，現(xiàn)場(chǎng)控制站和遠(yuǎn)程控制站通過無線通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)連接和交換；現(xiàn)場(chǎng)控制站通過PR0FIBUS總線與操作站連接，現(xiàn)場(chǎng)控制站安裝在測(cè)流房中心控制室，遠(yuǎn)程站安裝在測(cè)流小車內(nèi)。
[0019]遠(yuǎn)程控制站選用西門子S7-200模塊；現(xiàn)場(chǎng)控制站選用西門子S7-300模塊，現(xiàn)場(chǎng)控制站和遠(yuǎn)程控制站，作為數(shù)據(jù)采集單元，監(jiān)視和控制該區(qū)域的測(cè)流全過程，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)與操作站及遠(yuǎn)端調(diào)度管理站鏈接。
[0020]所述河道探底裝置包括伸縮桿和固定于伸縮桿前端的探底頭，固定于伸縮桿后端的遠(yuǎn)程控制站，所述探底頭將觸底信號(hào)送至遠(yuǎn)程控制站實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮桿伸縮動(dòng)作的控制。所述探底頭包括連桿，連桿的上端與伸縮桿連接，連桿上設(shè)置有上下兩處凸起，一帶有上下兩通孔的固定邊框套裝在連桿外周并與連桿滑配，固定邊框受上凸起的限制使上通孔保持在上凸起之上的位置；下通孔的直徑小于下凸起的直徑；在固定邊框和連桿上端之間設(shè)置有第三彈簧，在上凸起和下凸起之間的連桿上固定設(shè)置有常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)；在常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)之間的連桿上設(shè)置有第二彈簧；在下凸起和固定邊框之間設(shè)置有第一彈簧；常閉觸點(diǎn)接入伸縮桿的電器控制回路，常開觸點(diǎn)接入遠(yuǎn)程控制站的開關(guān)量輸入點(diǎn)。
[0021]常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)是聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)，當(dāng)固定邊框沿連桿向上移動(dòng)時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。
[0022]定位裝置:在測(cè)流車上設(shè)置有定位裝置，包括安裝在測(cè)流車驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸上的光電編碼器，安裝在電動(dòng)升降桿的電機(jī)軸上的光電編碼器，光電編碼器將位移信號(hào)送入遠(yuǎn)程控制站。當(dāng)推桿前進(jìn)時(shí)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)編碼器旋轉(zhuǎn)，從而記錄得出探桿伸出的位移數(shù)據(jù)。編碼器將位置信號(hào)通過RS232/RS485數(shù)字接口將位移信號(hào)傳入遠(yuǎn)程控制站的485采集模塊，模塊將數(shù)據(jù)處理后通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)操作站的數(shù)據(jù)交換和通信。當(dāng)移動(dòng)小車在軌道上運(yùn)行時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，光電編碼器內(nèi)部的光柵會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，每一個(gè)脈沖信號(hào)代表一定的單位距離，從而對(duì)小車移動(dòng)的距離精確測(cè)量，進(jìn)而對(duì)小車的位置進(jìn)行精確定位監(jiān)測(cè)精度可達(dá)1mm。同時(shí)在TTG電動(dòng)升降桿的電機(jī)軸上也安裝編碼器，當(dāng)推桿前進(jìn)時(shí)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)編碼器旋轉(zhuǎn)，從而記錄得出探桿伸出的位移數(shù)據(jù)。
[0023]自收纜裝置:自收纜裝置安裝在測(cè)流小車的固定底板上，自收纜線纜接頭固定在伸縮桿的前端作為探底信號(hào)及流速信號(hào)的傳輸線纜使用，當(dāng)升降桿探出時(shí)，帶動(dòng)線纜前進(jìn)；當(dāng)升降桿回收時(shí)，線纜由自收纜內(nèi)部高彈性機(jī)構(gòu)拉回復(fù)位，內(nèi)置線纜具有一定的抗拉，抗摩擦性能。
[0024]計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng):
[0025]計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)的后臺(tái)運(yùn)行管理核心，它與水位監(jiān)測(cè)設(shè)備、探底監(jiān)測(cè)設(shè)備、流量測(cè)量設(shè)備、測(cè)流車位置監(jiān)測(cè)設(shè)備等相連，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集各相關(guān)參量，同時(shí)遵照灌區(qū)、河道流量測(cè)量規(guī)范，根據(jù)所測(cè)水位參數(shù)，按預(yù)設(shè)定好的測(cè)量規(guī)程和程序，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)測(cè)流小車及探桿的移動(dòng)位置控制，并實(shí)施各測(cè)點(diǎn)相關(guān)參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量及計(jì)算，整個(gè)測(cè)量航程結(jié)束，按計(jì)算規(guī)則自動(dòng)生產(chǎn)流量數(shù)據(jù)。
[0026]根據(jù)管理的需要，系統(tǒng)配置良好的人際交互界面設(shè)備(液晶、觸摸屏等)；基于有線或無線信道傳輸方式的遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控；可實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)等一系列管理功能。
[0027]流量監(jiān)測(cè)過程:遠(yuǎn)程控制站通過RS485信道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)河道相對(duì)水位數(shù)據(jù)，并由上位計(jì)算機(jī)顯示。根據(jù)所測(cè)相對(duì)水位數(shù)據(jù)，按預(yù)設(shè)定好的測(cè)量規(guī)程和程序，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)絎架上移動(dòng)測(cè)流車及測(cè)流車內(nèi)伸縮裝置的移動(dòng)位置控制，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)流速及斷面的計(jì)算。然后經(jīng)遠(yuǎn)程控制站中心處理器通過無線網(wǎng)絡(luò)把相關(guān)采集數(shù)據(jù)傳送到現(xiàn)場(chǎng)控制站中心處理器中，現(xiàn)場(chǎng)站中心處理器通過二次計(jì)算把數(shù)據(jù)傳到操作站計(jì)算機(jī)顯示，根據(jù)測(cè)量水深依據(jù)規(guī)范進(jìn)行一點(diǎn)或兩點(diǎn)測(cè)流法得出相關(guān)的流速數(shù)據(jù)，經(jīng)過后臺(tái)軟件計(jì)算得出流量數(shù)據(jù)完成整個(gè)測(cè)流過程。
[0028]一點(diǎn)測(cè)流法:伸縮桿帶動(dòng)測(cè)流儀表及河道探底裝置，當(dāng)河道探底裝置接觸到河底淤泥時(shí)返回信號(hào)，得到該點(diǎn)絕對(duì)水深，當(dāng)絕對(duì)水深小于I米時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)采取一點(diǎn)測(cè)流方案，即在水面60%處測(cè)得點(diǎn)流速數(shù)據(jù)V。
[0029]公式:V=系數(shù)I X N/T+系數(shù)2
[0030]兩點(diǎn)測(cè)流法:伸縮桿帶動(dòng)測(cè)流儀表及河道探底裝置，當(dāng)河道探底裝置接觸到河底淤泥時(shí)返回信號(hào)，得到該點(diǎn)絕對(duì)水深，當(dāng)絕對(duì)水深大于I米時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)采取兩點(diǎn)測(cè)流方案，即在水面20%處測(cè)得點(diǎn)流速數(shù)據(jù)V1、在水面80%處測(cè)得點(diǎn)流速數(shù)據(jù)V2，取二者均值。
[0031]公式:V={(系數(shù) 1XN1/T1+系數(shù) 2)+ (系數(shù) I XN2/T2+系數(shù) 2) }/2
[0032]上位軟件通過各點(diǎn)水深描繪出河道斷面效果，如圖，自動(dòng)計(jì)算水流面積并換算出所對(duì)應(yīng)的流量。
[0033]我公司研制開發(fā)的HSST自動(dòng)測(cè)水量水系統(tǒng)，提高了灌區(qū)、河道流量測(cè)量的效率，大幅度減少人工勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度；徹底消除了人為因素所產(chǎn)生的計(jì)量誤差，提高了計(jì)量數(shù)據(jù)的可信度，使計(jì)量更快捷、準(zhǔn)確。
[0034]系統(tǒng)綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、pic測(cè)控技術(shù)、無線通訊技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、編碼定位技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的融合應(yīng)用；將測(cè)流實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一鍵測(cè)流的理想，推動(dòng)了水利水文行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。本系統(tǒng)本著穩(wěn)妥可靠、不產(chǎn)生計(jì)量異議的原則而設(shè)計(jì)，改造目標(biāo)為河道流量測(cè)量全自動(dòng)化、管理全自動(dòng)化。本系統(tǒng)提高河道流量測(cè)量的效率，大幅度減少人工勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度；消除人為因素所產(chǎn)生的計(jì)量誤差，提高計(jì)量數(shù)據(jù)的可信度，使計(jì)量更快捷、準(zhǔn)確；同時(shí)有利于管理工作的智能化、科學(xué)化，提升管理處的自動(dòng)化管理水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)整體示意圖；圖2是探底裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1_測(cè)流桁架，小車掛接軌道選用工字鋼116型號(hào)；2_測(cè)流車，內(nèi)置遠(yuǎn)程控制站及相關(guān)限位開關(guān)、定位設(shè)備等；通過滑線進(jìn)行供電；3_遠(yuǎn)程控制站，內(nèi)置西門子S7-200模塊及相關(guān)電器控制設(shè)備；4-伸縮桿，選用沈陽生產(chǎn)的TTG電動(dòng)升降桿或揚(yáng)州生產(chǎn)的液壓推桿，行程5-10米(可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝高度可選);5_流速儀；6_探底頭；7_無線通訊設(shè)備；8_現(xiàn)場(chǎng)控制站；9_操作站，安裝系統(tǒng)平臺(tái)軟件，是測(cè)流系統(tǒng)操作平臺(tái)和人際交互控制平臺(tái)；10_測(cè)流房；11_連接螺母；12-第三彈簧；13-上凸起；14-第二彈簧；15-第一彈簧；16_連桿；17-固定邊框；18_下凸起；19_常開觸點(diǎn)；20_觸點(diǎn)接線盒；21_常閉觸點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施例1
[0037]如圖1所示，一種河道探底裝置，它包括伸縮桿4和固定于伸縮桿4前端的探底頭6，固定于伸縮桿4后端的遠(yuǎn)程控制站3，所述探底頭6將觸底信號(hào)送至遠(yuǎn)程控制站3實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮桿4伸縮動(dòng)作的控制。伸縮桿4和探底頭6通過連接螺母11連接。
[0038]如圖2所示，所述探底頭6包括連桿16，連桿16的上端與伸縮桿4連接，連桿16上設(shè)置有上下兩處凸起，一帶有上下兩通孔的固定邊框17套裝在連桿16外周并與連桿16滑配，固定邊框17受上凸起13的限制使上通孔保持在上凸起13之上的位置；下通孔的直徑小于下凸起18的直徑，當(dāng)裝置受力時(shí)彈簧被壓縮，連桿16可沿下通孔進(jìn)行活動(dòng)，固定邊框17活動(dòng)帶動(dòng)固定邊框17內(nèi)觸點(diǎn)動(dòng)作。在固定邊框17和連桿16上端之間設(shè)置有第三彈簧12，在上凸起和下凸起之間的連桿16上固定設(shè)置有常閉觸點(diǎn)19和常開觸點(diǎn)21，常閉觸點(diǎn)19和常開觸點(diǎn)21為互鎖動(dòng)作觸點(diǎn)，常閉觸點(diǎn)19接入伸縮桿4的電器控制回路，常開觸點(diǎn)21接入遠(yuǎn)程控制站3 (S7-200模塊)的開關(guān)量輸入點(diǎn)；在常閉觸點(diǎn)19和常開觸點(diǎn)21之間的連桿16上設(shè)置有第二彈簧14 ;在下凸起18和固定邊框17之間設(shè)置有第一彈簧15。
[0039]常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)是聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)，當(dāng)固定邊框沿連桿向上移動(dòng)時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。
[0040]伸縮桿4的電器控制回路內(nèi)接入常閉觸點(diǎn)19，作為伸縮桿電機(jī)的保護(hù)觸點(diǎn)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)伸縮桿4伸出時(shí)，常閉觸點(diǎn)19 一直閉合作為伸縮桿4的電器控制回路，當(dāng)裝置探到河底受力壓縮時(shí)，常閉觸點(diǎn)19斷開電器控制回路斷電，伸縮桿4停止伸出；同時(shí)的常開觸點(diǎn)21接入遠(yuǎn)程控制站的S7-200模塊的開關(guān)量輸入點(diǎn)，裝置受力時(shí)常開觸點(diǎn)21閉合，S7-200模塊收到觸點(diǎn)信號(hào)，可判定伸縮桿4到底完成一個(gè)探底行程。完成探底后遠(yuǎn)程控制站3給出收桿信號(hào)，回收探底裝置解除壓力伸縮桿4在彈簧的張力下恢復(fù)初始狀態(tài)，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)探底行程。所述伸縮桿4為液壓推桿或者電動(dòng)升降桿；沈陽生產(chǎn)的TTG電動(dòng)升降桿或揚(yáng)州生產(chǎn)的液壓推桿的方式作為水深監(jiān)測(cè)和流速儀表的固定入水設(shè)備。
[0041]如圖1所示，所述遠(yuǎn)程控制站3和伸縮桿4安裝在測(cè)流車2上，測(cè)流車2沿測(cè)流桁架I移動(dòng)位置。
[0042]所述遠(yuǎn)程控制站3為西門子S7-200模塊。
[0043]流速測(cè)量儀表固定在探底頭6上的連桿16的上端，選用南京寶威儀器生產(chǎn)的LB70-2D流速儀。信號(hào)部件磁敏干簧管安裝在流速儀的油室之外，雙磁激勵(lì)結(jié)構(gòu)動(dòng)作靈敏；旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)密封裝置性能好，可有效地減緩軸承油室進(jìn)水。當(dāng)測(cè)點(diǎn)水流沖擊旋杯時(shí)，四組旋杯繞軸旋轉(zhuǎn)，每5圈產(chǎn)生一個(gè)脈沖量，再通過流速線性公式，準(zhǔn)確的換算出點(diǎn)流速。
[0044]實(shí)施例2
[0045]本實(shí)施例與實(shí)施例1相同之處不再贅述，不同之處為它是一種自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)，如圖1所示，它包括測(cè)流桁架I以及設(shè)置于測(cè)流桁架I上的測(cè)流車2，在測(cè)流車2上設(shè)置遠(yuǎn)程控制站3和河道探底裝置，在測(cè)流桁架I 一端設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)控制站8，現(xiàn)場(chǎng)控制站8和遠(yuǎn)程控制站3之間通過無線通訊設(shè)備完成數(shù)據(jù)連接和交換。河道探底裝置與實(shí)施例1相同。
[0046]無線通訊設(shè)備選用美國摩托羅拉NS5無線通訊網(wǎng)橋，工作模式為AccessPoint——Station架構(gòu)。體積小、重量最輕、功能實(shí)用、性能穩(wěn)定，以太網(wǎng)接口 TCP/IP協(xié)議，為遠(yuǎn)程控制站3和現(xiàn)場(chǎng)控制站8提供可靠的數(shù)據(jù)通信無線信道。
[0047]遠(yuǎn)程控制站3選用西門子S7-200模塊；現(xiàn)場(chǎng)控制站8選用西門子S7-300模塊，現(xiàn)場(chǎng)控制站8和遠(yuǎn)程控制站3，作為數(shù)據(jù)采集單元，監(jiān)視和控制該區(qū)域的測(cè)流全過程，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)與操作站及遠(yuǎn)端調(diào)度管理站鏈接。
[0048]在測(cè)流車上設(shè)置有定位裝置，定位裝置包括安裝在測(cè)流車2驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸上的光電編碼器和安裝在電動(dòng)升降桿的電機(jī)軸上的光電編碼器，光電編碼器將位移信號(hào)送入遠(yuǎn)程控制站3。當(dāng)伸縮桿4前進(jìn)時(shí)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)光電編碼器旋轉(zhuǎn)，從而記錄得出伸縮桿4伸出的位移數(shù)據(jù)。光電編碼器將位置信號(hào)通過RS232/RS485數(shù)字接口將位移信號(hào)傳入遠(yuǎn)程控制站的485采集模塊，模塊將數(shù)據(jù)處理后通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)操作站的數(shù)據(jù)交換和通信。當(dāng)移動(dòng)測(cè)流車2在軌道上運(yùn)行時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)光電編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，光電編碼器內(nèi)部的光柵會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，每一個(gè)脈沖信號(hào)代表一定的單位距離，從而對(duì)測(cè)流車2移動(dòng)的距離精確測(cè)量，進(jìn)而對(duì)測(cè)流車2的位置進(jìn)行精確定位監(jiān)測(cè)精度可達(dá)1_。同時(shí)在TTG電動(dòng)升降桿的電機(jī)軸上也安裝光電編碼器，當(dāng)推桿前進(jìn)時(shí)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)光電編碼器旋轉(zhuǎn)，從而記錄得出伸縮桿伸出的位移數(shù)據(jù)。
[0049]自收纜裝置:自收纜裝置安裝在測(cè)流車2的固定底板上，自收纜線纜接頭固定在升降桿的前端作為探底信號(hào)及流速信號(hào)的傳輸線纜使用，當(dāng)升降桿探出時(shí)，帶動(dòng)線纜前進(jìn)；當(dāng)升降桿回收時(shí)，線纜由自收纜內(nèi)部高彈性機(jī)構(gòu)拉回復(fù)位，內(nèi)置線纜具有一定的抗拉，抗摩擦性能。
【權(quán)利要求】
1.一種河道探底裝置，它包括伸縮桿和固定于伸縮桿前端的探底頭，固定于伸縮桿后端的遠(yuǎn)程控制站，所述探底頭將觸底信號(hào)送至遠(yuǎn)程控制站實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮桿伸縮動(dòng)作的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河道探底裝置，其特征是所述探底頭包括連桿，連桿的上端與伸縮桿連接，連桿上設(shè)置有上下兩處凸起，一帶有上下兩通孔的固定邊框套裝在連桿外周并與連桿滑配，固定邊框受上凸起的限制使上通孔保持在上凸起之上的位置；下通孔的直徑小于下凸起的直徑；在固定邊框和連桿上端之間設(shè)置有第三彈簧，在上凸起和下凸起之間的連桿上固定設(shè)置有常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)；在常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)之間的連桿上設(shè)置有第二彈簧；在下凸起和固定邊框之間設(shè)置有第一彈簧；常閉觸點(diǎn)接入伸縮桿的電器控制回路，常開觸點(diǎn)接入遠(yuǎn)程控制站的開關(guān)量輸入點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的河道探底裝置，其特征是常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)是聯(lián)動(dòng)觸點(diǎn)，當(dāng)固定邊框沿連桿向上移動(dòng)時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河道探底裝置，其特征是所述伸縮桿為液壓推桿或者電動(dòng)升降桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的河道探底裝置，其特征是所述遠(yuǎn)程控制站和伸縮桿安裝在測(cè)流車上，測(cè)流車沿測(cè)流桁架移動(dòng)位置；所述遠(yuǎn)程控制站為西門子S7-200模塊，在伸縮桿前端的固定螺栓上設(shè)置有流速測(cè)量儀表。
6.一種自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)，它包括固定桁架以及設(shè)置于固定桁架上的測(cè)流車，在測(cè)流車上設(shè)置遠(yuǎn)程控制站和河道探底裝置，在固定桁架一端設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)控制站，現(xiàn)場(chǎng)控制站和遠(yuǎn)程控制站之間通過無線通訊設(shè)備完成數(shù)據(jù)連接和交換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)，其特征是無線通訊設(shè)備是美國摩托羅拉NS5無線通訊網(wǎng)橋，工作模式為Access Point——Station架構(gòu)，以太網(wǎng)接口 TCP/IP協(xié)議，為遠(yuǎn)程控制站和現(xiàn)場(chǎng)控制站提供可靠的數(shù)據(jù)通信無線信道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)，其特征是所述河道探底裝置包括伸縮桿和固定于伸縮桿前端的探底頭，固定于伸縮桿后端的遠(yuǎn)程控制站，所述探底頭將觸底信號(hào)送至遠(yuǎn)程控制站實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮桿伸縮動(dòng)作的控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)，其特征是所述探底頭包括連桿，連桿的上端與伸縮桿連接，連桿上設(shè)置有上下兩處凸起，一帶有上下兩通孔的固定邊框套裝在連桿外周并與連桿滑配，固定邊框受上凸起的限制使上通孔保持在上凸起之上的位置；下通孔的直徑小于下凸起的直徑；在固定邊框和連桿上端之間設(shè)置有第三彈簧，在上凸起和下凸起之間的連桿上固定設(shè)置有常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)；在常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)之間的連桿上設(shè)置有第二彈簧；在下凸起和固定邊框之間設(shè)置有第一彈簧；常閉觸點(diǎn)接入伸縮桿的電器控制回路，常開觸點(diǎn)接入遠(yuǎn)程控制站的開關(guān)量輸入點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)化測(cè)流系統(tǒng)，其特征是在測(cè)流車上設(shè)置有定位裝置，定位裝置包括安裝在驅(qū)動(dòng)測(cè)流車的電機(jī)軸上的光電編碼器，安裝在驅(qū)動(dòng)伸縮桿的電機(jī)軸上的光電編碼器，光電編碼器將位移信號(hào)送入遠(yuǎn)程控制站。
【文檔編號(hào)】G01C13/00GK203396396SQ201320479475
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】燕永存, 郭澤民, 董孝忠, 王素國, 段俊釗, 白景泉, 張國榮 申請(qǐng)人:濟(jì)南和一匯盛科技發(fā)展有限責(zé)任公司