CN104111104B - 一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：包括基座（1），基座上分别设有支架（6）和转接管（4），支架通过固定板（9）安装太阳能电池板（12）、激光测距仪（10）和数据收发器（13），所述数据收发器与远程计算机无线信号传输；转接管分别连接滤波管（2）和观测管（5），所述观测管上端的开口（5a）与激光测距仪的信号采集端口（10a）对应配合。本发明的优点：本装置结构简单，成本低，可有效的消除天然河道波浪变动对水位观测的影响，使得观测仪器在静水中观测，性能稳定可靠，受天气影响小，观测精度达毫米级以上，观测信息通过无线传输至信息处理终端，自动对观测资料进行整理输出。

Description

一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置

技术领域

本发明涉及一种水位监测装置，特别涉及一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置。

背景技术

在水利工程运行管理和水文测报中，需要对天然河流的水位进行测量，尤其是主汛期间，更需对实时水位及最高洪水位进行精确的检测，从而积累洪水位观测资料，以便对河段河道防洪技术、防洪标准进行研究，对下游防洪有着指导性的意义，对行蓄洪区来讲，水位精度测量直接决定行蓄洪区的是否启用，是地方防汛指挥和人民群众最为关心的事情。对水利工程运行及安全管理，挡水建筑物坝前坝后水位直接影响工程安全，因此，高精度水位测量极为重要。

现阶段的天然河流水位的测量，均通过在水文站进行，但由于水文站多地处偏僻，工作环境恶劣，水位观测受多种不确定性因素影响大，水位观测精度一直制约国人的水文测验工作。根据《中华人民共和国水位观测标准》(GBJ158-90)(下简称《水位观测标准》)规定，水位测量精度允许误差在2至3厘米之间，但在实际工作中，由于受波浪、杂物、河道淤积等多种因素影响，观测非常困难，精度很难保证。

目前常用的观测仪器主要包括：浮子式水位计、气泡式、振弦式水位计、超声波水位计和雷达水位计等，这些观测仪器都存在着一定的缺点，主要是：浮子式水位计需要建设竖井，连通管道淤积、需要倒虹吸处理，但倒虹吸管道需要抽真空处理，成本高，难处理，水位观测每天都需要人工在河道中用水尺读一个基准数值，再到水位计上标注为基准值，人工读数本身就受波浪影响，误差大。气泡式和振弦式水位计需要埋在水下，受波浪影响大、成本高、仪器校正难，故障率高，维修困难。超声波水位计和雷达水位计受波浪干扰大，同时造价昂贵，难以普遍推广。同时土建工程造价大，难以适应野外工作环境和大规模推广使用。水位观测受仪器安装、附属配套设施和天气的影响大，观测工作量大；尤其是未能很好的解决仪器观测受波浪影响的问题；仪器在实际工作中由于受安装埋设、天气、人为等影响，观测精度差，实际误差进一步放大。观测资料记录及整理自动化能力差，受人为因素影响多，测量精度较差，实际测量误差很难满足精度要求，在实际野外环境天然河道水位测量中，由于人工因素多，水位难以与流量等其他水文要素测量同步，所以现有的观测仪器没有从根本上解决波浪对水位观测影响问题。因此，现阶段急需一种可对天然河道水位进行实时高精度测量的装置，经过广泛检索，尚未发现较为理想的技术方案。

发明内容

本发明的目的是为了解决现阶段天然河道水位观测仪器存在的，成本高，观测受环境和人为因素双重影响，观测结果精度差，误差大等缺点，而提出的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：包括基座，所述基座上分别设有支架和转接管，所述支架的上侧连接一个固定板，所述固定板上分别安装太阳能电池板、激光测距仪和数据收发器，所述太阳能电池板分别与所述激光测距仪和所述数据收发器电连接，所述激光测距仪和所述数据收发器通信连接，所述数据收发器与远程计算机通过无线信号传输；所述转接管分别连接滤波管和观测管，所述观测管内设有一个浮动靶标，所述浮靶标与所述激光测距仪的信号采集端口感应配合。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：

所述数据收发器通过天线与远程计算机无线信号传输。

所述观测管通过一组连接件连接固定在所述支架上。

所述滤波管的内壁设有向内凸起的螺旋环，所述滤波管的端部套接一个接头。

所述接头为一个筒状结构，在筒底和筒壁上设有一组过滤孔。

所述观测管采用透明管。

在所述支架上连接一个与所述观测管对应配合的标尺。

所述转接管上通过阀门连接一个外接管，外接管可用于管道冲洗及管道接长。

所述观测管还可以采用不透明的管，在所述管的侧壁上设有一个通长的观测窗口。

所述信息处理终端采用计算机，计算机采集到观测信号通过程序对接收信息进行处理，生成水位过程线、曲线及记录表。

所述接头在过滤孔的作用下，可有效的阻挡河道中水草等杂质进入滤波管，而把滤波管堵塞，影响观测结果。所述接头和所述滤波管及向内凸起的螺旋环，起到了消浪的作用，使得河水在进入观测管后由动态转化为静态。

当所述滤波管内有淤泥时，可随时在所述阀门处连接外接干净水源对滤波管进行冲洗，当发洪水时，打开所述阀门，将另一套与本装置相同的检测装置的滤波管连接在本装置的外接管上。

所述标尺可对观测管内静态水位进行人工观测读数用以校正。

本发明的优点在于：本装置结构简单，成本低，采用人工观测与仪器观测对比校正，且本装置可有效的消除天然河道波浪变动对水位观测的影响，使得观测仪器在静水中观测，性能稳定可靠，受天气影响小，观测精度达毫米级以上，观测信息通过无线传输至信息处理终端，自动对观测资料进行整理输出。

附图说明

图1是本发明的基本结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于包括：

a、基座1，所述基座1可为水泥基座也可为砼基座，所述基座1上分别设有支架6和转接管4。

b、所述支架6为一个圆形钢管，所述支架6垂直连接在所述基座1上，在所述支架6上连接一个弧形的标尺7，在所述支架6的上端通过连接杆和卡箍连接固定一个固定板9，所述固定板9上分别安装太阳能电池板12、激光测距仪10和数据收发器13，所述太阳能电池板12分别与所述激光测距仪10和所述数据收发器13电连接，所述数据收发器13上设有天线11，所述天线11将所述激光测距仪10采集的信号通过无线信号的方式传输给远程计算机。所述激光测距仪10通过电缆和所述数据收发器13通信连接，在所述固定板9上设有一个与所述激光测距仪10的信号采集端口10a对应配合的通孔。所述太阳能电池板12和激光测距仪10均为现有技术，其中所述激光测距仪10选用目前成熟的连续波激光测距仪，优选用西安三科数码光电有限公司生产的型号为SKD－30D的激光测距传感器；所述数据收发器13内含有GPRS，优选用南京葛南数码光电有限公司生产的型号为GDA1902的智能数据采集器。

c、所述转接管4采用三通管，所述转接管4的三个接口分别连接滤波管2、观测管5和阀门15。所述滤波管2按一定比降伸入到河道内，所述滤波管2的内壁设有向内凸起的螺旋环2a，所述滤波管2的端部套接一个接头3，所述接头3为一个筒状结构，在筒底和筒壁上设有一组过滤孔3a。所述观测管5优选透明的有机玻璃管，所述观测管5与所述支架6平行设置，所述观测管5通过四个连接件8连接固定在所述支架6上，所述连接件8包括两个与所述支架6和观测管5套接的卡箍，所述两个卡箍通过连杆连接，所述卡箍卡接后通过螺栓和螺母锁紧固定。所述观测管5内设有一个浮动靶标14，所述浮动靶标14与所述激光测距仪10的信号采集端口10a感应配合。所述观测管5与所述标尺7对应配合。

d、所述阀门15上连接一个外接管16，所述外接管16可用于连接外接的干净水源，定期对所述滤波管2进行清洗，也可另一套与本装置相同的水位检测装置。

Claims (4)

1.一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：包括基座（1），所述基座（1）上分别设有支架（6）和转接管（4），所述支架（6）的上侧连接一个固定板（9），所述固定板（9）上分别安装太阳能电池板（12）、激光测距仪（10）和数据收发器（13），所述太阳能电池板（12）分别与所述激光测距仪（10）和所述数据收发器（13）电连接，所述激光测距仪（10）和所述数据收发器（13）通信连接，所述数据收发器（13）与远程计算机通过无线信号传输；所述转接管（4）分别连接滤波管（2）和观测管（5），所述观测管（5）内设有一个浮动靶标（14），所述浮动 靶标（14）与所述激光测距仪（10）的信号采集端口（10a）感应配合；

所述数据收发器（13）通过天线（11）与远程计算机无线信号传输；

所述观测管（5）通过一组连接件（8）连接固定在所述支架（6）上；

所述滤波管（2）的内壁设有向内凸起的螺旋环（2a），所述滤波管（2）的端部套接一个接头（3）；

所述接头（3）为一个筒状结构，在筒底和筒壁上设有一组过滤孔（3a）。

2.根据权利要求1所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：所述观测管（5）采用透明管。

3.根据权利要求1所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：在所述支架（6）上连接一个与所述观测管（5）对应配合的标尺（7）。

4.根据权利要求1所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：所述转接管（4）上通过阀门（15）连接一个外接管（16）。