CN108917881A - 自冲淤渠道水位自动测量装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
自冲淤渠道水位自动测量装置及其操作方法属于渠道水位测量技术领域，包括测井、连通管、固定架、驱动电机、螺杆、移动支架、水准泡、超声波液位计、脚螺旋、限位轨道、水泵、抽水管、温度传感器和自动控制单元。本发明在渠道的一侧设置测井，利用连通器原理，测量更加准确。连通管与渠道连接的一端为弯管，弯管的弯折方向朝向渠道的下游方向，有效预防了泥沙和杂质的淤积问题。水泵抽水至测井，利用水头差冲洗连通管，进一步避免淤积。水准泡、超声波液位计与移动支架一体，保证超声波液位计发射超声波信号与测井水面垂直，确保测量精度。本发明有利于准确测量渠道水深、防止连通管淤堵、预防仪器设备损坏、测量水温、可用于流量计算。
Description
技术领域
本发明属于渠道水位测量技术领域，特别是涉及到一种自冲淤渠道水位自动测量装置及其操作方法。
背景技术
水位测量是灌区用水管理的重要手段，渠道水深是判断渠道工作状态和渠道流量计算的重要参数，由于泥沙和杂质淤积等问题导致连通器测量水位工作受限，多数灌区应用雷达传感器或超声波传感器测量渠道自由液面，从而确定渠道水位和渠道水深，然而渠道过流时绝大多数时候处于紊流状态，自由液面波动比较剧烈，难以准确测量渠道水位和渠道水深。
因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种自冲淤渠道水位自动测量装置及其操作方法，用来解决传统的渠道测量方法由于淤积问题测量水位工作受限，而且自由液面波动剧烈，难以准确测量渠道水位和渠道水深的技术问题。
自冲淤渠道水位自动测量装置，包括测井、连通管、固定架、驱动电机、螺杆、移动支架、水准泡、超声波液位计、脚螺旋、限位轨道、水泵、抽水管、温度传感器和自动控制单元，所述测井设置在渠道的一侧渠道堤防上，测井的底部与渠道的底部位于同一水平面，测井的下部通过连通管与渠道的下部连接，测井的井口上部固定安装有固定架，测井的内侧壁设置有限位轨道，测井的内部安装有温度传感器；所述固定架的上部固定安装有驱动电机，固定架的中部设置有螺杆通过的通孔；所述驱动电机通过法兰盘与螺杆连接；所述移动支架的中部设置有螺纹孔，移动支架通过螺纹孔与螺杆连接，移动支架的上部固定安装有水准泡和超声波液位计，移动支架的外边缘与限位轨道滑动连接；所述水准泡和超声波液位计位于同一水平面；所述限位轨道的下部安装有脚螺旋；所述抽水管的一端与测井的内部连通，抽水管的另一端与水泵连接；所述水泵固定安装在渠道的内侧上部；所述自动控制单元分别与驱动电机、超声波液位计、水泵、温度传感器以及灌区控制中心连接。
所述测井的内侧壁上设置有溢流管。
所述溢流管的一端与测井的内壁上部连接，溢流管的另一端与渠道的内壁上部连接。
所述连通管与渠道连接的一端为弯管，并且弯管的弯折方向朝向渠道的下游方向。
所述移动支架的外边缘上设置有限位卡槽，移动支架通过限位卡槽与限位轨道滑动连接。
所述固定架、驱动电机、螺杆、移动支架、水准泡、超声波液位计以及自动控制单元均设置在保护柜中。
自冲淤渠道水位自动测量装置的操作方法，使用所述的自冲淤渠道水位自动测量装置，包括以下步骤，
步骤一、根据水准泡手动调节移动支架使水准泡和超声波液位计均保持水平，启动自动控制单元，手动输入超声波液位计的量程、渠底高程值、防溢口的高度值、温度传感器的测量时间间隔、水泵的抽水时间间隔以及抽水持续时间，
根据移动支架安装固定后螺杆的长度读取超声波液位计的安装位置读数，并将安装位置读数以及人为设定的安全位置读数手动输入至自动控制单元；
步骤二、渠道供水的同时向灌区控制中心发送供水指令，自动控制单元接收灌区控制中心的供水指令，超声波液位计在驱动电机的带动下，运动至最高点，水泵按设定的抽水时间间隔以及抽水持续时间抽水至测井，测井的水位高于渠道水位，利用水位差冲洗连通管；
步骤三、水泵停机状态下，超声波液位计根据设定的量程在驱动电机的带动下运动到设定的安全位置，进行水位测量并将获得的水位测量值以及对应的测量时间存储至自动控制单元；
步骤四、取水位测量值和渠底高程值的差值，获得渠道的水深值并存储至自动控制单元；
步骤五、在测井下游设置量水槽并通过量水槽测量并获得渠道的流量值；
步骤六、温度传感器按照设定的测量时间间隔测量水温，将获得的水温值以及对应的测量时间存储至自动控制单元；
步骤七、自动控制单元将存储的渠道的水深值、水位测量值、测量时间、流量值以及水温值发送至灌区控制中心；
步骤八、超声波液位计测得的渠道的水深值大于或等于防溢口的高度值，自动控制单元自动控制水泵停止工作。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
本发明在渠道的一侧设置测井，利用连通器原理，测井中水面基本不波动，测量更加准确。连通管与渠道连接的一端为弯管，并且弯管的弯折方向朝向渠道的下游方向，且可以调节方向，有效预防了泥沙和杂质的淤积问题，同时水泵抽水至测井，使测井水位高于渠道水位，利用水头差冲洗连通管，进一步避免淤积问题的发生。水准泡、超声波液位计与移动支架一体，通过水准泡调平，保证超声波液位计发射超声波信号与测井水面垂直，确保测量精度。超声波液位计通过驱动电机和螺杆控制升降，保证了超声波液位计不会因为没入水中而造成损坏。溢流管保证冲洗过程中不会导致测井溢流。
本发明有利于准确测量渠道水深、防止连通管淤堵、预防仪器设备损坏、测量水温、可用于流量计算。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明中自冲淤渠道水位自动测量装置的结构示意图。
图2为本发明中移动支架在自冲淤渠道水位自动测量装置中使用状态图。
图中1-测井、2-连通管、3-固定架、4-驱动电机、5-螺杆、6-移动支架、7-水准泡、8-超声波液位计、9-脚螺旋、10-限位轨道、11-水泵、12-抽水管、13-温度传感器、14-自动控制单元、15-溢流管、16-保护柜。
具体实施方式
如图所示，自冲淤渠道水位自动测量装置，包括测井1、连通管2、固定架3、驱动电机4、螺杆5、移动支架6、水准泡7、超声波液位计8、脚螺旋9、限位轨道10、水泵11、抽水管12、温度传感器13和自动控制单元14，所述测井1设置在渠道的一侧渠道堤防上，测井1的高度高于渠道堤防的高度，测井1的底部与渠道的底部位于同一水平面，测井1的下部通过连通管2与渠道的下部连接，测井1的井口上部固定安装有固定架3，测井1的内侧壁设置有限位轨道10，测井1的内部安装有温度传感器13，测井1的内侧壁上设置有溢流管15；所述溢流管15的一端与测井1的内壁上部连接，溢流管15的另一端与渠道的内壁上部连接；所述固定架3的上部固定安装有驱动电机4，固定架3的中部设置有螺杆5通过的通孔；所述驱动电机4通过法兰盘与螺杆5连接；所述移动支架6的中部设置有螺纹孔，移动支架6通过螺纹孔与螺杆5连接，移动支架6的上部固定安装有水准泡7和超声波液位计8，移动支架6的外边缘设置有限位卡槽，移动支架6与限位轨道10通过限位卡槽滑动连接使移动支架6在垂直方向移动；所述水准泡7和超声波液位计8位于同一水平面；所述限位轨道10的下部安装有脚螺旋9，通过脚螺旋9的调节使水准泡7水平；所述抽水管12的一端与测井1的内部连通，抽水管12的另一端与水泵11连接；所述水泵11固定安装在渠道的内侧上部；所述自动控制单元14分别与驱动电机4、超声波液位计8、水泵11、温度传感器13以及灌区控制中心连接。所述固定架3、驱动电机4、螺杆5、移动支架6、水准泡7、超声波液位计8以及自动控制单元14均设置在保护柜16中，保护柜16覆盖在测井1的井口上部，起到保护各部件以及抵御风雪的作用。
所述连通管2与渠道连接的一端为弯管，并且弯管的弯折方向朝向渠道的下游方向，且弯折方向可以根据泥沙淤积情况调整。
自冲淤渠道水位自动测量装置的操作方法，使用所述的自冲淤渠道水位自动测量装置，包括以下步骤，
步骤一、根据水准泡7手动调节移动支架6使水准泡7和超声波液位计8均保持水平，启动自动控制单元14，手动输入超声波液位计8的量程、渠底高程值、溢流管15进水端的高度值、温度传感器13的测量时间间隔、水泵11的抽水时间间隔以及抽水持续时间，
根据移动支架6安装固定后螺杆5的长度读取超声波液位计8的安装位置读数，并将安装位置读数以及人为设定的安全位置读数手动输入至自动控制单元14；
步骤二、渠道供水的同时向灌区控制中心发送供水指令，自动控制单元14接收灌区控制中心的供水指令，超声波液位计8在驱动电机4的带动下，运动至最高点，水泵11按设定的抽水时间间隔以及抽水持续时间抽水至测井1，测井1的水位高于渠道水位，利用水位差冲洗连通管2；
步骤三、水泵11停机状态下，超声波液位计8根据设定的量程在驱动电机4的带动下运动到设定的安全位置，进行水位测量并将获得的水位测量值以及对应的测量时间存储至自动控制单元14；
步骤四、取水位测量值和渠底高程值的差值，获得渠道的水深值并存储至自动控制单元14；
步骤五、在测井下游设置量水槽并通过量水槽测量并获得渠道的流量值；
步骤六、温度传感器13按照设定的测量时间间隔测量水温，将获得的水温值以及对应的测量时间存储至自动控制单元14；
步骤七、自动控制单元14将存储的渠道的水深值、水位测量值、测量时间、流量值以及水温值发送至灌区控制中心；
步骤八、超声波液位计8测得的渠道的水深值大于或等于溢流管15进水端的高度值，自动控制单元14自动控制水泵11停止工作。
所述安全位置读数可设定为距离水面最小值0.3米或其它。
Claims (7)
1.自冲淤渠道水位自动测量装置，其特征是：包括测井(1)、连通管(2)、固定架(3)、驱动电机(4)、螺杆(5)、移动支架(6)、水准泡(7)、超声波液位计(8)、脚螺旋(9)、限位轨道(10)、水泵(11)、抽水管(12)、温度传感器(13)和自动控制单元(14)，所述测井(1)设置在渠道的一侧渠道堤防上，测井(1)的底部与渠道的底部位于同一水平面，测井(1)的下部通过连通管(2)与渠道的下部连接，测井(1)的井口上部固定安装有固定架(3)，测井(1)的内侧壁设置有限位轨道(10)，测井(1)的内部安装有温度传感器(13)；所述固定架(3)的上部固定安装有驱动电机(4)，固定架(3)的中部设置有螺杆(5)通过的通孔；所述驱动电机(4)通过法兰盘与螺杆(5)连接；所述移动支架(6)的中部设置有螺纹孔，移动支架(6)通过螺纹孔与螺杆(5)连接，移动支架(6)的上部固定安装有水准泡(7)和超声波液位计(8)，移动支架(6)的外边缘与限位轨道(10)滑动连接，移动支架(6)的下部设置有脚螺旋(9)；所述水准泡(7)和超声波液位计(8)位于同一水平面；所述限位轨道(10)的下部安装有脚螺旋(9)；所述抽水管(12)的一端与测井(1)的内部连通，抽水管(12)的另一端与水泵(11)连接；所述水泵(11)固定安装在渠道的内侧上部；所述自动控制单元(14)分别与驱动电机(4)、超声波液位计(8)、水泵(11)、温度传感器(13)以及灌区控制中心连接。
2.根据权利要求1所述的自冲淤渠道水位自动测量装置，其特征是：所述测井(1)的内侧壁上设置有溢流管(15)。
3.根据权利要求2所述的自冲淤渠道水位自动测量装置，其特征是：所述溢流管(15)的一端与测井(1)的内壁上部连接，溢流管(15)的另一端与渠道的内壁上部连接。
4.根据权利要求1所述的自冲淤渠道水位自动测量装置，其特征是：所述连通管(2)与渠道连接的一端为弯管，并且弯管的弯折方向朝向渠道的下游方向。
5.根据权利要求1所述的自冲淤渠道水位自动测量装置，其特征是：所述移动支架(6)的外边缘上设置有限位卡槽，移动支架(6)通过限位卡槽与限位轨道(10)滑动连接。
6.根据权利要求1所述的自冲淤渠道水位自动测量装置，其特征是：所述固定架(3)、驱动电机(4)、螺杆(5)、移动支架(6)、水准泡(7)、超声波液位计(8)以及自动控制单元(14)均设置在保护柜(16)中。
7.自冲淤渠道水位自动测量装置的操作方法，使用如根据权利要求1所述的自冲淤渠道水位自动测量装置，其特征是：包括以下步骤，
步骤一、根据水准泡(7)手动调节移动支架(6)使水准泡(7)和超声波液位计(8)均保持水平，启动自动控制单元(14)，手动输入超声波液位计(8)的量程、渠底高程值、溢流管(15)进水端的高度值、温度传感器(13)的测量时间间隔、水泵(11)的抽水时间间隔以及抽水持续时间，
根据移动支架(6)安装固定后螺杆(5)的长度读取超声波液位计(8)的安装位置读数，并将安装位置读数以及人为设定的安全位置读数手动输入至自动控制单元(14)；
步骤二、渠道供水的同时向灌区控制中心发送供水指令，自动控制单元(14)接收灌区控制中心的供水指令，超声波液位计(8)在驱动电机(4)的带动下，运动至最高点，水泵(11)按设定的抽水时间间隔以及抽水持续时间抽水至测井(1)，测井(1)的水位高于渠道水位，利用水位差冲洗连通管(2)；
步骤三、水泵(11)停机状态下，超声波液位计(8)根据设定的量程在驱动电机(4)的带动下运动到设定的安全位置，进行水位测量并将获得的水位测量值以及对应的测量时间存储至自动控制单元(14)；
步骤四、取水位测量值和渠底高程值的差值，获得渠道的水深值并存储至自动控制单元(14)；
步骤五、在测井下游设置量水槽并通过量水槽测量并获得渠道的流量值；
步骤六、温度传感器(13)按照设定的测量时间间隔测量水温，将获得的水温值以及对应的测量时间存储至自动控制单元(14)；
步骤七、自动控制单元(14)将存储的渠道的水深值、水位测量值、测量时间、流量值以及水温值发送至灌区控制中心；
步骤八、超声波液位计(8)测得的渠道的水深值大于或等于溢流管(15)进水端的高度值，自动控制单元(14)自动控制水泵(11)停止工作。
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| 邢亚 等: ""水位台冲淤设备在林子水文站的成功应用"", 《江苏水利》, no. 08, 31 August 2018 (2018-08-31), pages 31 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109870389A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-06-11 | 长春工程学院 | 基于磁致伸缩位移传感器灌溉水粘滞系数检测装置及方法 |
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