CN115388988A - 一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，包括：气泵，所述气泵的进气端和出气端分别连接过滤器和三通；压力传感器，所述压力传感器的输出端连接控制模块；气室，所述气室的内部安装有封闭机构；测量气管，所述测量气管的外侧包裹有保护管；控制模块，所述控制模块双向连接故障诊断模块和通讯模块；故障诊断模块，所述故障诊断模块和修复模块相连；通讯模块；定时模块。该可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，利用故障诊断模块对发生故障的位置的进行判断，配合驱动相应位置的修复模块进行修复，提高了检修效率，利用水流带动涡轮叶和转轴转动，使插杆上下运动疏通测量气管的管口。
Description
技术领域
本发明涉及水位测量相关技术领域，具体为一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***。
背景技术
水位测量仪是用来测量液面高低变化的一种仪器，广泛应用于水利、石油、化工、电力、煤矿等领域，根据其测量原理的不同分为压力式、反射式、浮子式和跟踪式。其中，压力式水位测量仪是利用水的压力与水的深度成正比的关系，通过测量水的压力可计算出水的深度。
目前常用的气泡式水位测量仪的工作原理：将气管一端固定在水面下，气管另一端连接感压单元，当气管中的气压和水压平衡时，感压单元将该压力转换成水位高度，由于其设备与被测水体之间完全没有电气上的联系，从而避免了很多干扰和强电破坏，但是由于气管开口端长期处于水下，容易被生物或泥沙堵塞，需要定期维护，而且现有技术中的水位测量仪控制***在发生故障后通常需要专业人员现场检修，部分水位测量仪部署在偏远地区的河流中，导致维护和检修的成本和时间增加。
发明内容
本发明为了弥补市场空白，提供了一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***。
本发明的目的在于提供一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，以解决上述背景技术中提出的由于气管开口端长期处于水下，容易被生物或泥沙堵塞，需要定期维护，而且现有技术中的水位测量仪控制***在发生故障后通常需要专业人员现场检修，部分水位测量仪部署在偏远地区的河流中，导致维护和检修的成本和时间增加的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，包括：
气泵，所述气泵的进气端和出气端分别连接过滤器和三通，所述气泵通过继电器连接电源，所述继电器和所述电源均连接控制模块；
压力传感器，所述压力传感器的输出端连接控制模块，所述压力传感器的输入端连接所述三通；
气室，所述气室的内部安装有封闭机构，所述气室的进气端和出气端分别连接三通和测量气管；
测量气管，所述测量气管的外侧包裹有保护管，所述测量气管的底端连接有测量杯，所述测量杯的侧面上安装有第一转轴；
控制模块，所述控制模块双向连接故障诊断模块和通讯模块，所述控制模块单向连接所述压力传感器、所述继电器与定时模块，所述控制模块用于接收、计算和处理数据；
故障诊断模块，所述故障诊断模块和修复模块相连，所述故障诊断模块用于诊断故障发生位置，并启动相应的修复模块；
通讯模块，所述通讯模块用于将检测结果上传控制中心，并接收控制中心信号；
定时模块，所述定时模块用于设定检测间隔时间，并根据设定时间向所述控制模块发出时间信号。
进一步的，所述气泵和所述三通之间的连接气管上安装有第一阀门、调压器和流量计，所述流量计靠近所述三通，所述第一阀门靠近所述气泵，所述压力传感器和所述三通之间的连接气管上安装有第二阀门，所述第二阀门和所述第一阀门均为单向阀。
进一步的，所述封闭机构用于封堵所述气室和所述测量气管的连通口，且连通口处安装有管接口。
进一步的，所述保护管的顶端位于水面上，所述测量杯完全浸入水体内，所述测量杯的内部固定有导向板，且所述导向板的下端和所述测量杯的侧壁连接处开设有通孔，所述导向板顶面中心处安装有导向管。
进一步的，所述导向管内插接有插杆，所述插杆的上端穿出所述导向管连接弹性件，所述弹性件对准所述测量气管的管口，所述插杆的下端贯穿所述导向板连接抵接板，所述抵接板和所述导向板之间的所述插杆上套装有弹簧，所述抵接板的底面与凸轮相抵。
进一步的，所述凸轮套装在第二转轴上，所述第二转轴的一端连接联轴器，所述第二转轴的另一端贯穿安装件伸出所述测量杯，且所述第二转轴的伸出部上固定有分散叶，所述联轴器和所述安装件均嵌设在所述测量杯的侧壁上。
进一步的，所述第一转轴的一端连接所述联轴器，所述第一转轴的侧面上设置有涡轮叶，所述涡轮叶和所述分散叶分别位于水流的上游和下游，所述分散叶位于通孔的正下方。
进一步的，所述管接口的两端分别为连接端和固定端，所述连接端和所述固定端分别朝向所述气室和所述测量气管，所述管接口的内部固定有隔板，所述测量气管***所述固定端连接所述隔板。
进一步的，所述隔板靠近所述连接端的一侧面上安装有固定块，所述隔板靠近所述固定端的一侧面上抵接有限位块，所述限位块固定在活动件的侧壁上，所述限位块和所述管接口之间连接有弹簧，所述活动件和所述管接口之间形成环形的内腔，所述活动件套设在所述测量气管上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，结构设置合理，利用故障诊断模块对发生故障的位置的进行判断，配合驱动相应位置的修复模块进行修复，提高了检修效率，避免专业人员前往现场，利用水流带动涡轮叶和第一转轴转动，第一转轴连接第二转轴，使插杆上下运动清理测量气管的管口，实现防堵塞的效果，避免在水下使用电气设备，保证设备的测量精度和可靠性；
1、在气泵和三通之间的气管上安装流量计，对气泵输出的气体流量进行检测，当设备出现故障时，故障诊断模块分析流量计的检测结果，判断气泵位置是否发生故障；
2、利用气室内的封闭机构对测量气管进行封堵，配合气泵吹气，方便判断测量气管是否出现漏气故障；
3、本设备中的第一转轴上设有涡轮叶，且第一转轴的安装方向朝向水流方向，利用水体的流动驱动第一转轴转动，避免在水下使用电力驱动装置，不仅有效避免电气干扰，同时降低防水性能要求，提高设备运行稳定性；
4、在管接口上活动件，当测量气管的接口处出现漏气时，活动件伸出包裹更多的气管，在不改变气管长度的情况下，修复管口的处漏气问题，延长了设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明结构的正视示意图；
图2为本发明结构的故障诊断与修复流程图；
图3为本发明结构的防堵机构放大示意图；
图4为本发明结构的管口剖面放大示意图。
图中：1、气泵；2、压力传感器；3、气室；4、测量气管；5、控制模块；6、故障诊断模块；7、通讯模块；8、定时模块；9、修复模块；11、第一阀门；12、调压器；13、流量计；14、过滤器；15、继电器；21、第二阀门；31、封闭机构；32、三通；41、保护管；42、测量杯；43、第一转轴；44、插杆；45、第二转轴；46、管接口；47、活动件；48、限位块；49、固定块；51、电源；421、通孔；422、导向板；431、涡轮叶；432、联轴器；441、弹性件；442、导向管；443、抵接板；451、凸轮；452、安装件；453、分散叶；461、连接端；462、固定端；463、隔板；464、内腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一：请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，包括：
气泵1，气泵1的进气端和出气端分别连接过滤器14和三通32，气泵1通过继电器15连接电源51，继电器15和电源51均连接控制模块5；
压力传感器2，压力传感器2的输出端连接控制模块5，压力传感器2的输入端连接三通32；
气室3，气室3的内部安装有封闭机构31，气室3的进气端和出气端分别连接三通32和测量气管4；
测量气管4，测量气管4的外侧包裹有保护管41，测量气管4的底端连接有测量杯42，测量杯42的侧面上安装有第一转轴43；
控制模块5，控制模块5双向连接故障诊断模块6和通讯模块7，控制模块5单向连接压力传感器2、继电器15与定时模块8，控制模块5用于接收、计算和处理数据；
故障诊断模块6，故障诊断模块6和修复模块9相连，故障诊断模块6用于诊断故障发生位置，并启动相应的修复模块9；
通讯模块7，通讯模块7用于将检测结果上传控制中心，并接收控制中心信号；
定时模块8，定时模块8用于设定检测间隔时间，并根据设定时间向控制模块5发出时间信号。
在使用该可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***时，当到达设定时间后，定时模块8向控制模块5发送时间信号，控制模块5启动一次测量过程，控制模块5通过继电器15控制气泵1接通电源51，气泵1将过滤器14过滤净化后气体泵入三通32，经过三通32的气体分成两路分别进入压力传感器2和气室3，气室3中的气体沿测量气管4进入测量杯42，当气泵1停止吹气时，第一阀门闭合11，测量气管4的管口被气体封住，测量气管4内的气体达到动态平衡，此时压力传感器2上的压力和水下压力相同，将压力产生的电信号传送至控制模块5，控制模块5接收并出处理该信号，得到水位测量结果，若测量结果大于故障预设值，则利用通讯模块7将检测结果上传至控制中心，若测量结果小于等于故障预设值，则启动故障诊断模块6进行分析诊断，同时控制模块5启动气泵1，流量计13将通过气管的气体流量检测结果传送至故障诊断模块6，若气体流量正常，则表明故障位置不再气泵1位置，若气体流量异常，则表明故障位置为气泵1位置，此时启动气泵1周围的修复模块9，气体流量正常后，故障诊断模块6反馈信息给控制模块5，控制模块5启动封闭机构31，再次对启动气泵1，若压力传感器2上的压力值明显增大，则表明故障位置在测量气管4上，若压力传感器2上的压力值变化较小或不变，则表明故障位置在压力传感器2上，对应启动相应位置的修复模块9进行修复，修复模块9包括但不限于阀门状态复位机构、测量气管4管口修复机构、导线插拔机构。
具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图1所示，气泵1和三通32之间的连接气管上安装有第一阀门11、调压器12和流量计13，流量计13靠近三通32，第一阀门11靠近气泵1，压力传感器2和三通32之间的连接气管上安装有第二阀门21，第二阀门21和第一阀门11均为单向阀，三通32连接三路气管，分别对应气泵1、压力传感器2和测量气管4。
具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式二的进一步限定，如图1所示，封闭机构31用于封堵气室3和测量气管4的连通口，且连通口处安装有管接口46，测量气管4采用坚韧耐老化材料制成，但是测量气管4的管口连接处存在漏气风险。
具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，保护管41的顶端位于水面上，测量杯42完全浸入水体内，测量杯42的内部固定有导向板422，且导向板422的下端和测量杯42的侧壁连接处开设有通孔421，导向板422顶面中心处安装有导向管442，通孔421和导向板422均朝向水流方向倾斜，有效降低泥沙进入测量杯42，同时测量杯42内的水体流动效果减弱，减少对测量结果的影响。
具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式四的进一步限定，如图3所示，导向管442内插接有插杆44，插杆44的上端穿出导向管442连接弹性件441，弹性件441对准测量气管4的管口，插杆44的下端贯穿导向板422连接抵接板443，抵接板443和导向板422之间的插杆44上套装有弹簧，抵接板443的底面与凸轮451相抵，导向管442保持插杆44竖直运动，避免产生偏移，弹性件441由多根细丝组成，有效阻挡杂物进入管口，避免遮挡管口。
具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式五进一步限定，凸轮451套装在第二转轴45上，第二转轴45的一端连接联轴器432，第二转轴45的另一端贯穿安装件452伸出测量杯42，且第二转轴45的伸出部上固定有分散叶453，联轴器432和安装件452均嵌设在测量杯42的侧壁上，第二转轴45带动凸轮451转动，凸轮451与抵接板443相接触，凸轮451转动抬升抵接板443运动，且第二转轴45带动分散叶453转动，使通孔421处排出的杂质向外分散，避免堆积在一起产生堵塞问题。
具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式六的进一步限定，第一转轴43的一端连接联轴器432，第一转轴43的侧面上设置有涡轮叶431，涡轮叶431和分散叶453分别位于水流的上游和下游，分散叶453位于通孔421的正下方，利用水体流动驱动涡轮叶431和第一转轴43转动，避免在水下使用电气设备，有助于节能环保，提高测量设备的运行稳定性。
具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图4所示，管接口46的两端分别为连接端461和固定端462，连接端461和固定端462分别朝向气室3和测量气管4，管接口46的内部固定有隔板463，测量气管4***固定端462连接隔板463，设置管接口46方便安装。
具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式八的进一步限定，隔板463靠近连接端461的一侧面上安装有固定块49，隔板463靠近固定端462的一侧面上抵接有限位块48，限位块48固定在活动件47的侧壁上，限位块48和管接口46之间连接有弹簧，活动件47和管接口46之间形成环形的内腔464，活动件47套设在测量气管4上，在弹簧的作用下限位块48抵压在隔板463上，使活动件47收缩在内腔464中，当管口出现漏气问题时，利用固定块49通电产生磁力与限位块48产生斥力，从而推动活动件47向外运动，包裹更多的测量气管4，修复漏气问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于，包括：
气泵(1)，所述气泵(1)的进气端和出气端分别连接过滤器(14)和三通(32)，所述气泵(1)通过继电器(15)连接电源(51)，所述继电器(15)和所述电源(51)均连接控制模块(5)；
压力传感器(2)，所述压力传感器(2)的输出端连接控制模块(5)，所述压力传感器(2)的输入端连接所述三通(32)；
气室(3)，所述气室(3)的内部安装有封闭机构(31)，所述气室(3)的进气端和出气端分别连接三通(32)和测量气管(4)；
测量气管(4)，所述测量气管(4)的外侧包裹有保护管(41)，所述测量气管(4)的底端连接有测量杯(42)，所述测量杯(42)的侧面上安装有第一转轴(43)；
控制模块(5)，所述控制模块(5)双向连接故障诊断模块(6)和通讯模块(7)，所述控制模块(5)单向连接所述压力传感器(2)、所述继电器(15)与定时模块(8)，所述控制模块(5)用于接收、计算和处理数据；
故障诊断模块(6)，所述故障诊断模块(6)和修复模块(9)相连，所述故障诊断模块(6)用于诊断故障发生位置，并启动相应的修复模块(9)；
通讯模块(7)，所述通讯模块(7)用于将检测结果上传控制中心，并接收控制中心信号；
定时模块(8)，所述定时模块(8)用于设定检测间隔时间，并根据设定时间向所述控制模块(5)发出时间信号。
2.根据权利要求1所述的一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于：所述气泵(1)和所述三通(32)之间的连接气管上安装有第一阀门(11)、调压器(12)和流量计(13)，所述流量计(13)靠近所述三通(32)，所述第一阀门(11)靠近所述气泵(1)，所述压力传感器(2)和所述三通(32)之间的连接气管上安装有第二阀门(21)，所述第二阀门(21)和所述第一阀门(11)均为单向阀。
3.根据权利要求1所述的一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于：所述封闭机构(31)用于封堵所述气室(3)和所述测量气管(4)的连通口，且连通口处安装有管接口(46)。
4.根据权利要求1所述的一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于：所述保护管(41)的顶端位于水面上，所述测量杯(42)完全浸入水体内，所述测量杯(42)的内部固定有导向板(422)，且所述导向板(422)的下端和所述测量杯(42)的侧壁连接处开设有通孔(421)，所述导向板(422)顶面中心处安装有导向管(442)。
5.根据权利要求4所述的一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于：所述导向管(442)内插接有插杆(44)，所述插杆(44)的上端穿出所述导向管(442)连接弹性件(441)，所述弹性件(441)对准所述测量气管(4)的管口，所述插杆(44)的下端贯穿所述导向板(422)连接抵接板(443)，所述抵接板(443)和所述导向板(422)之间的所述插杆(44)上套装有弹簧，所述抵接板(443)的底面与凸轮(451)相抵。
6.根据权利要求5所述的一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于：所述凸轮(451)套装在第二转轴(45)上，所述第二转轴(45)的一端连接联轴器(432)，所述第二转轴(45)的另一端贯穿安装件(452)伸出所述测量杯(42)，且所述第二转轴(45)的伸出部上固定有分散叶(453)，所述联轴器(432)和所述安装件(452)均嵌设在所述测量杯(42)的侧壁上。
7.根据权利要求6所述的一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于：所述第一转轴(43)的一端连接所述联轴器(432)，所述第一转轴(43)的侧面上设置有涡轮叶(431)，所述涡轮叶(431)和所述分散叶(453)分别位于水流的上游和下游，所述分散叶(453)位于通孔(421)的正下方。
8.根据权利要求1所述的一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于：所述管接口(46)的两端分别为连接端(461)和固定端(462)，所述连接端(461)和所述固定端(462)分别朝向所述气室(3)和所述测量气管(4)，所述管接口(46)的内部固定有隔板(463)，所述测量气管(4)***所述固定端(462)连接所述隔板(463)。
9.根据权利要求8所述的一种可自动故障诊断与修复以及防堵塞的水位测量仪控制***，其特征在于：所述隔板(463)靠近所述连接端(461)的一侧面上安装有固定块(49)，所述隔板(463)靠近所述固定端(462)的一侧面上抵接有限位块(48)，所述限位块(48)固定在活动件(47)的侧壁上，所述限位块(48)和所述管接口(46)之间连接有弹簧，所述活动件(47)和所述管接口(46)之间形成环形的内腔(464)，所述活动件(47)套设在所述测量气管(4)上。
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Denomination of invention: A water level measuring instrument control system that can automatically diagnose and repair faults, as well as prevent blockages Granted publication date: 20230530 Pledgee: Hubei Three Gorges Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Qiaobian Sub branch Pledgor: HUBEI ELENO TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980001705 |
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