CN111121922A - 一种浮子式水库水位计及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮子式水库水位计及其测量方法，属于水利监测技术领域。技术方案是：水面漂浮主机（1）漂浮在水库水面，设有水位传感器（3）的浮球（4）下端通过钢索（5）与底端重物（6）连接，底端重物（6）沉入到库底，浮球（4）匹配的水位传感器（3）通过电缆（2）与水面漂浮主机（1）连接，浮球（4）漂浮在水面之下，浮球（4）匹配的水位传感器（3）位于水面漂浮主机（1）与底端重物（6）之间。本发明的积极效果：整个浮子式水库水位计可以在工厂制造好，把以前的复杂***变成一体化产品，扔进水库即可工作，可以避开水库底部的淤泥和杂草，无需任何土建施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮子式水库水位计及其测量方法，属于水利监测技术领域。
背景技术
水利行业中，水库遍及中国各个省，担负着蓄水和需水调节作用，在中国的水库分为南方水库和北方水库，南方水库通常冬季不会结冰，北方水库通常冬季表面会结冰。
为了掌握水库的蓄水量，实现水的合理调配，也为了水库的安全运行，必须对水库的水位进行监测。监测水库水位的设备叫水位计，已有技术监测水库水位的水位计通常由水位传感器、智能仪表（水位信号处理***）、供电***、数据传输***、防水壳体、安装支架、防雷接地及土建架杆等部分组成，需要在水库设立相应的固定设施，***复杂，设备价格昂贵、施工麻烦、安装费用高、维护困难。另外，由于水库底部的淤泥和杂草较多，水位传感器如果进入淤泥和杂草，将不能正常工作，不能完成水库水位的测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种浮子式水库水位计及其测量方法，不需要安装支架、防雷接地及土建，也无需安装，使用时扔进水库即可工作，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种浮子式水库水位计，包含水面漂浮主机、电缆、水位传感器、浮球、钢索和底端重物，水面漂浮主机漂浮在水库水面，设有水位传感器的浮球下端通过钢索与底端重物连接，底端重物沉入到库底，浮球匹配的水位传感器通过电缆与水面漂浮主机连接，浮球漂浮在水面之下，浮球匹配的水位传感器位于水面漂浮主机与底端重物之间；所述水面漂浮主机包含密封桶、水位信号处理***、可充电电池和太阳能电池板，太阳能电池板匹配设置在密封桶的顶部，水位信号处理***和可充电电池匹配设置在密封桶内，太阳能电池板、可充电电池与水位信号处理***依次连接，水位信号处理***通过电缆连接浮球匹配的水位传感器。所述水位信号处理***为公知的已有技术，与已有技术的水位信号处理***相同，水位信号处理***不是本专利的创新点，本专利的创新点是将已知要素进行创造性组合，完成发明目的。
所述浮球的中心设有通孔，浮球整体为带有通孔的密封结构，水位传感器为棒式结构，***浮球中心的通孔内并固定。
所述通孔为管段，浮球的中心设有通透的管段，管段的外壁与浮球密封为一体，浮球为密封结构，水位传感器为棒式结构，***浮球中心的管段内并固定，钢索可以固定连接在管段上，也可以固定连接在水位传感器上。
所述浮球还可以是环形结构，水位传感器固定在浮球的内环中。
所述可充电电池设置在密封桶底部，便于增加密封桶底部重量，使密封桶保持正确姿态，使太阳能电池板位于密封桶顶部。
所述密封桶内设有充电控制器，太阳能电池板通过充电控制器与可充电电池连接。充电控制器是本领域公知公用的控制器，用于控制可充电电池的充电状态。
所述底端重物为圆锥状或圆柱形的金属块。
所述密封桶为上大下小，密封桶的底端面积小于其顶端面积，使得设置在密封桶顶端的太阳能电池板相应增大，可吸收更多的太阳能进行供电。
所述浮球用于固定水位传感器。所述水位传感器是静压式水位传感器。
一种水库水位测量方法，采用上述水位计，包含如下步骤：
将水位计扔进水库，其底部的底端重物穿透库底淤泥达到库底最低点，将水位计整体定位；所述底端重物与浮球之间的钢索长度应保证浮球不低于淤泥之上的死库容水位，从而保证水位传感器不会被库底淤泥污染；浮球漂浮在水面之下，浮球匹配的水位传感器稳定的位于水库底部淤泥及杂草上方；水面漂浮主机漂浮在水库水面，太阳能电池板露出水面吸收太阳能，对水位信号处理***供电；带有水位传感器的浮球漂浮在水面之下，水位传感器对水库水位进行测量，水位传感器发出的水位信号通过电缆传输进入水位信号处理***进行处理，得出水库水位测量结果。
所述可充电电池放在密封桶内的底部，密封桶的下部重量大于上部重量，保证水水面漂浮主机稳定漂浮，不倾覆。
一种浮子式水库水位计，包含水面漂浮主机、电缆、气泡水位计、浮球、钢索和底端重物，水面漂浮主机漂浮在水库水面，所述水面漂浮主机包含密封桶、水位信号处理***、气泡水位计、可充电电池和太阳能电池板，太阳能电池板匹配设置在密封桶的顶部，水位信号处理***和可充电电池匹配设置在密封桶内，气泡水位计位于水面漂浮主机内，太阳能电池板、可充电电池与水位信号处理***依次连接，水位信号处理***通过电缆连接气泡水位计位；浮球下端通过钢索与底端重物连接，底端重物沉入到库底，气泡水位计位的通气管匹配在浮球上，浮球漂浮在水面之下，浮球匹配的气泡水位计位通气管出口位于水面漂浮主机与底端重物之间。
所述气泡水位计是本领域的公知技术，不是本申请创新点。
一种水库水位测量方法，采用上述带有气泡水位计的水位计，应用时将水位计扔进水库，其底部的底端重物穿透库底淤泥达到库底最低点，将水位计整体定位；所述底端重物与浮球之间的钢索长度应保证浮球不低于淤泥之上的死库容水位，浮球漂浮在水面之下，浮球匹配的气泡水位计位的通气管出口位于水库底部淤泥及杂草上方；此时水面漂浮主机漂浮在水库水面，太阳能电池板露出水面吸收太阳能，对水位信号处理***供电；气泡水位计位对水库水位进行测量，气泡水位计发出的水位信号通过电缆传输进入水位信号处理***进行处理，得出水库水位测量结果。
本发明涉及的电缆、水位传感器、浮球、钢索、底端重物、密封桶、水位信号处理***、气泡水位计、太阳能电池板和充电控制器等均为市面可见的公知技术。
本发明适用于各种水库的水位测量，特别是冬季不结冰水库水位的测量。
本发明的积极效果：整个浮子式水库水位计可以在工厂制造好，把以前的复杂***变成一体化产品，扔进水库即可工作，可以避开水库底部的淤泥和杂草，无需任何土建施工。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例浮球结构示意图；
图3为本发明实施例浮球俯视结构示意图；
图中：水面漂浮主机1、电缆2、水位传感器3、浮球4、钢索5、底端重物6、密封桶7、水位信号处理***8、可充电电池9、太阳能电池板10、管段11。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
一种浮子式水库水位计，包含水面漂浮主机1、电缆2、水位传感器3、浮球4、钢索5和底端重物6，水面漂浮主机1漂浮在水库水面，设有水位传感器3的浮球4下端通过钢索5与底端重物6连接，底端重物6沉入到库底，浮球4匹配的水位传感器通过电缆2与水面漂浮主机1连接，浮球4漂浮在水面之下，浮球4匹配的水位传感器3位于水面漂浮主机1与底端重物6之间；所述水面漂浮主机包含密封桶7、水位信号处理***8、可充电电池9和太阳能电池板10，太阳能电池板10匹配设置在密封桶7的顶部，水位信号处理***8和可充电电池9匹配设置在密封桶7内，太阳能电池板10、可充电电池9与水位信号处理***8依次连接，位信号处理***8通过电缆2连接浮球4匹配的水位传感器3。所述水位信号处理***8为公知的已有技术，与已有技术的水位信号处理***相同，水位信号处理***不是本专利的创新点，本专利的创新点是将已知要素进行创造性组合，完成发明目的。
所述浮球4的中心设有通孔，浮球4整体为带有通孔的密封结构，水位传感器3为棒式结构，***浮球中心的通孔内并固定。
所述通孔为管段11，浮球4的中心设有通透的管段，管段的外壁与浮球密封为一体，浮球为密封结构，水位传感器3为棒式结构，***浮球中心的管段11内并固定，钢索5可以固定连接在管段11上，也可以固定连接在水位传感器3上。
所述浮球还可以是环形结构，水位传感器固定在浮球的内环中。
所述可充电电池9设置在密封桶7底部，便于增加密封桶7底部重量，使密封桶7保持正确姿态，使太阳能电池板位于密封桶7顶部。
所述密封桶7内设有充电控制器，太阳能电池板通过充电控制器与可充电电池连接。充电控制器是本领域公知公用的控制器，用于控制可充电电池的充电状态。
所述底端重物6为圆锥状的金属块。
所述密封桶7为上大下小，密封桶7的底端面积小于其顶端面积，使得设置在密封桶顶端的太阳能电池板相应增大，可吸收更多的太阳能进行供电。
所述浮球4用于固定水位传感器3。所述水位传感器是静压式水位传感器。
一种水库水位测量方法，采用上述水位计，包含如下步骤：
将水位计扔进水库，其底部的底端重物6穿透库底淤泥达到库底最低点，将水位计整体定位；所述底端重物与浮球之间的钢索长度应保证浮球不低于淤泥之上的死库容水位，从而保证水位传感器不会被库底淤泥污染；浮球4漂浮在水面之下，浮球4匹配的水位传感器3稳定的位于水库底部淤泥及杂草上方；水面漂浮主机漂浮在水库水面，太阳能电池板露出水面吸收太阳能，对水位信号处理***供电；带有水位传感器的浮球漂浮在水面之下，水位传感器对水库水位进行测量，水位传感器发出的水位信号通过电缆2传输进入水位信号处理***进行处理，得出水库水位测量结果。
更具体的步骤：首先计算或测量水库底部淤泥及杂草的深度值D，确定钢索5的长度，钢索5比水库底部淤泥及杂草的深度值D长1-2米；将水位计扔进水库，其底部的底端重物6穿透库底淤泥达到库底最低点，将水位计整体定位，浮球4漂浮在水面之下，浮球4匹配的水位传感器3稳定的位于水库底部淤泥及杂草上方1-2米处。
所述可充电电池放在密封桶内的底部，密封桶的下部重量大于上部重量，保证水水面漂浮主机稳定漂浮，不倾覆。
一种浮子式水库水位计，包含水面漂浮主机、电缆、气泡水位计、浮球、钢索和底端重物，水面漂浮主机漂浮在水库水面，所述水面漂浮主机包含密封桶、水位信号处理***、气泡水位计、可充电电池和太阳能电池板，太阳能电池板匹配设置在密封桶的顶部，水位信号处理***和可充电电池匹配设置在密封桶内，气泡水位计位于水面漂浮主机内，太阳能电池板、可充电电池与水位信号处理***依次连接，水位信号处理***通过电缆连接气泡水位计位；浮球下端通过钢索与底端重物连接，底端重物沉入到库底，气泡水位计位的通气管匹配在浮球上，浮球漂浮在水面之下，浮球匹配的气泡水位计位通气管出口位于水面漂浮主机与底端重物之间。
一种水库水位测量方法，采用上述带有气泡水位计的水位计，应用时将水位计扔进水库，其底部的底端重物穿透库底淤泥达到库底最低点，将水位计整体定位；所述底端重物与浮球之间的钢索长度应保证浮球不低于淤泥之上的死库容水位，浮球漂浮在水面之下，浮球匹配的气泡水位计位的通气管出口位于水库底部淤泥及杂草上方；此时水面漂浮主机漂浮在水库水面，太阳能电池板露出水面吸收太阳能，对水位信号处理***供电；气泡水位计位对水库水位进行测量，气泡水位计发出的水位信号通过电缆传输进入水位信号处理***进行处理，得出水库水位测量结果。
结合附图1，本发明的具体实施方法：
将本发明用于南方不结冰的水库，应用时将其扔进水库，其底部的底端重物6穿透库底淤泥达到库底最低点，将水位计整体定位，此时水面漂浮主机1漂浮在水库水面，太阳能电池板10吸收太阳能，对水位信号处理***8供电；带有水位传感器3的浮球4漂浮在水面之下，水位传感器3对水库水位进行测量。所述可充电电池放在密封桶内的底部，可充电电池本身的重量较大，密封桶的下部重量大于上部重量，保证水水面漂浮主机1稳定漂浮，不倾覆。所述底端重物6与浮球4之间的钢索5保证浮球不低于淤泥之上的死库容水位，从而保证水位传感器3不会被库底淤泥污染。
所述水位信号处理***8上可设有相应的组件，例如发射和接收模块，把实时测得的水位值上传至管理中心的上位机，实现以下功能：1、远程输入水位校准值/库容曲线；2、上下限水位超限增加上报频率；3、水位变化率超限增加上报频率。所述水位信号处理***8上还可设有定位防盗报警组件，可实现野外防盗定位报警。
上述发射和接收模块、上位机和定位防盗报警组件均是本领域公知公用的技术，可自行购买或组装。
Claims (10)
1.一种浮子式水库水位计，其特征在于：包含水面漂浮主机（1）、电缆（2）、水位传感器（3）、浮球（4）、钢索（5）和底端重物（6），水面漂浮主机（1）漂浮在水库水面，设有水位传感器（3）的浮球（4）下端通过钢索（5）与底端重物（6）连接，底端重物（6）沉入到库底，浮球（4）匹配的水位传感器（3）通过电缆（2）与水面漂浮主机（1）连接，浮球（4）漂浮在水面之下，浮球（4）匹配的水位传感器（3）位于水面漂浮主机（1）与底端重物（6）之间；所述水面漂浮主机包含密封桶（7）、水位信号处理***（8）、可充电电池（9）和太阳能电池板（10），太阳能电池板（10）匹配设置在密封桶（7）的顶部，水位信号处理***（8）和可充电电池（9）匹配设置在密封桶（7）内，太阳能电池板（10）、可充电电池（9）与水位信号处理***（8）依次连接，位信号处理***（8）通过电缆（2）连接浮球（4）匹配的水位传感器（3）。
2.根据权利要求1所述的一种浮子式水库水位计，其特征在于：所述浮球（4）的中心设有通孔，浮球（4）整体为带有通孔的密封结构，水位传感器（3）为棒式结构，***浮球中心的通孔内并固定。
3.根据权利要求2所述的一种浮子式水库水位计，其特征在于：所述通孔为管段（11），浮球（4）的中心设有通透的管段，管段的外壁与浮球密封为一体，浮球为密封结构，水位传感器（3）为棒式结构，***浮球中心的管段（11）内并固定，钢索（5）固定连接在管段（11）上或固定连接在水位传感器（3）上。
4.根据权利要求1或2所述的一种浮子式水库水位计，其特征在于：所述可充电电池（9）设置在密封桶（7）底部，便于增加密封桶（7）底部重量，使密封桶（7）保持正确姿态，使太阳能电池板位于密封桶（7）顶部。
5.根据权利要求1或2所述的一种浮子式水库水位计，其特征在于：所述浮球是环形结构，水位传感器固定在浮球的内环中。
6.根据权利要求1或2所述的一种浮子式水库水位计，其特征在于：所述底端重物（6）为圆锥状或圆柱形的金属块。
7.根据权利要求1或2所述的一种浮子式水库水位计，其特征在于：所述密封桶（7）为上大下小，密封桶（7）的底端面积小于其顶端面积，使得设置在密封桶顶端的太阳能电池板相应增大，可吸收更多的太阳能进行供电。
8.一种水库水位测量方法，采用权利要求1-7任意一项所述的水位计，其特征在于包含如下步骤：
将水位计扔进水库，其底部的底端重物（6）穿透库底淤泥达到库底最低点，将水位计整体定位；所述底端重物与浮球之间的钢索长度应保证浮球不低于淤泥之上的死库容水位，从而保证水位传感器不会被库底淤泥污染；浮球（4）漂浮在水面之下，浮球（4）匹配的水位传感器（3）稳定的位于水库底部淤泥及杂草上方；水面漂浮主机漂浮在水库水面，太阳能电池板露出水面吸收太阳能，对水位信号处理***供电；带有水位传感器的浮球漂浮在水面之下，水位传感器对水库水位进行测量，水位传感器发出的水位信号通过电缆（2）传输进入水位信号处理***进行处理，得出水库水位测量结果。
9.一种浮子式水库水位计，其特征在于：包含水面漂浮主机、电缆、气泡水位计、浮球、钢索和底端重物，水面漂浮主机漂浮在水库水面，所述水面漂浮主机包含密封桶、水位信号处理***、气泡水位计、可充电电池和太阳能电池板，太阳能电池板匹配设置在密封桶的顶部，水位信号处理***和可充电电池匹配设置在密封桶内，气泡水位计位于水面漂浮主机内，太阳能电池板、可充电电池与水位信号处理***依次连接，水位信号处理***通过电缆连接气泡水位计位；浮球下端通过钢索与底端重物连接，底端重物沉入到库底，气泡水位计位的通气管匹配在浮球上，浮球漂浮在水面之下，浮球匹配的气泡水位计位通气管出口位于水面漂浮主机与底端重物之间。
10.一种水库水位测量方法，采用权利要求9所限定的水位计，其特征在于：应用时将水位计扔进水库，其底部的底端重物穿透库底淤泥达到库底最低点，将水位计整体定位；所述底端重物与浮球之间的钢索长度应保证浮球不低于淤泥之上的死库容水位，浮球漂浮在水面之下，浮球匹配的气泡水位计位的通气管出口位于水库底部淤泥及杂草上方；此时水面漂浮主机漂浮在水库水面，太阳能电池板露出水面吸收太阳能，对水位信号处理***供电；气泡水位计位对水库水位进行测量，气泡水位计发出的水位信号通过电缆传输进入水位信号处理***进行处理，得出水库水位测量结果。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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