CN204902952U - 一种改进结构的水沙界面仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改进结构的水沙界面仪。目的是提供的仪器应能具有测量精度高、结构简单和使用方便的特点。技术方案是：一种改进结构的水沙界面仪，包括主箱体、竖直固定在主箱体上方的标尺、通过连接杆固定在主箱体下方的光电探头；标尺侧面分别设有水平仪以及用于照亮标尺刻度面的照明光带。标尺右侧固定有挡板，照明光带安装在挡板的左侧。水平仪通过安装板固定在标尺左侧。照明光带为沿着竖直方向布置的LED灯列。主箱体内配置有控制模块、电池；主箱体外部还设有电源开关、照明开关、扬声器、充电接口。控制模块包括用于接收处理光电探头信号的接收电路与信号整形电路，用于驱动扬声器的声响驱动电路，用于控制照明光带的光源供电电路。

Description

一种改进结构的水沙界面仪

技术领域

本实用新型涉及一种河工物理模型试验高程测量装置，具体是一种判断水、沙界面的仪器。

背景技术

河工模型试验是运用河流动力学知识，根据水流和泥沙运动力学相似原理，模拟与原型相似的边界条件和水动力条件，研究天然河流情况下或在有水工建筑物的情况下水流结构、河床演变过程和工程方案效果的一种方法。目前河工模型试验在重大水利工程及科研方面的应用仍有不可替代的作用。试验过程中，需测量试验前后的相对床面高程，以确定床面的冲淤幅度，因此床面高程的测量精度是目前河工模型试验的关键技术。

为了保证地形的完整性，试验段的水不能完全排出，床面高程的测量通常是在含水条件下进行。现阶段比较常用的测量方法主要有以下两种：

1、超声波测量方法(非接触式测量方法)，但在河工模型的局部试验区，由于测量区域的模型沙位于水下，沙面柔软且密度分布不均，此方法的实际测量精度并不高；此外，受衍射效应的影响，对于靠近模型边墙或地形变化剧烈的部位存在测量盲区，超声探头接收信号的强度很弱，测量结果时常失真；因此，此方法在实际应用上具有一定的局限性，一般应用在不含水测量及精度要求不高的大范围试验场地；

2、单点测量方法(接触式测量方法)，包括光电式和电阻式；通常是将仪器盒通过信号缆线外接传感器侧杆，当传感器接触到水、沙界面时，由于水、沙的物理性质不同，传感器输出信号将产生变化，仪器随即发出声音提示；该方法较第一种方法的优势在于使用方式较为灵活，可以对关键测点的高程进行单点测量。

但是单点测量方法也存在不足之处：

1、单点测量的仪器大多为早期研发，电路板通过手工焊制，集成程度很低，而且需要外部220V市电供电，存在一定的安全隐患，一旦出现问题，维护非常麻烦；传感器测杆外接缆线的长度有限，而模型测点的分布往往跨度较大，在实际测量中经常需要根据不同的测点位置重新布线并外接加长的缆线，信号缆线的来回拖动又容易因人为操作不当而破坏模型地形，严重影响了测量效率；同时，传感器由于受到工艺限制体积比较大，容易破坏地形；

2、河工模型试验一般在大型室内实验室进行，模型占地大，模型边缘的光线往往不足，在床面高程测量过程中，目前只能使用手电筒等光源照射水准尺刻度，但水准尺刻度被光源照射后会产生强烈反射，会影响试验人员读取数据，降低了工作效率。

3、工作人员手持水准尺测量时，很将水准尺保持垂直状态，水准尺一旦发生倾斜，就会造成数据读取误差，直接影响床面高程测量的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种改进结构的水沙界面仪，该仪器应能具有测量精度高、结构简单和使用方便的特点。

本实用新型的技术方案是：一种改进结构的水沙界面仪，包括主箱体、竖直固定在主箱体上方的标尺、通过连接杆固定在主箱体下方的光电探头；其特征在于：所述标尺侧面分别设有水平仪以及用于照亮标尺刻度面的照明光带。

所述标尺右侧固定有挡板，所述照明光带安装在挡板的左侧。

所述水平仪通过安装板固定在标尺左侧。

所述照明光带为沿着竖直方向布置的LED灯列。

所述主箱体内配置有控制模块、电池；所述主箱体外部还设有电源开关、照明开关、扬声器、充电接口。

所述控制模块包括用于接收处理光电探头信号的接收电路与信号整形电路，用于驱动扬声器的声响驱动电路，用于控制照明光带的光源供电电路。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型加装有水平仪，可确保标尺在测量时保持直立状态，从而提高测量精度；本实用新型还加装有照明光带，能够在光线强度不足情况下照亮标尺刻度，方便观测标尺刻度；本实用新型可以提高床面高程测量精度，提升测量效率，便于后期维护，能够较好地满足实验室要求

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图。

图2是本实用新型的左视结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1所示，一种改进结构的水沙界面仪，包括主箱体1、标尺2以及光电探头3。

所述标尺竖直固定在主箱体上方，连接杆31竖直固定在主箱体下方，光电探头固定在连接杆底端。所述主箱体内设有控制模块与电池(图中省略控制模块与电池)，主箱体外部还设有电源开关11、照明开关12、扬声器13、为电池充电的充电接口14。

所述控制模块包括用于接收处理光电探头信号的接收电路与信号整形电路，用于驱动扬声器的声响驱动电路，用于控制照明光带的光源供电电路。

所述光电探头通过导线连接控制模块；光电探头由发光二极管、光电三极管、光纤套管组成，光信号由光电二极管发出，通过光纤套管传输至光电三极管，光通量不同造成光电三极管电阻值的变化，通过控制电路处理后得到输出信号。光电探头采用了小体积的光电探头，能够减少对模型地形的破坏。

所述电池为锂电池以便于循环充电，由于无需外接高压电，操作安全，可避免发生触电事故。

本实用新型的改进之处在于：所述标尺两侧分别设置水平仪4与照明光带5。所述水平仪通过安装板41固定在标尺左侧(或右侧)。所述照明光带通过竖直布置的挡板51固定在标尺右侧。

所述挡板水平悬伸出标尺边沿一定距离(通常为0.5-2cm)，挡板的长度与标尺的长度相同。所述照明光带安装在挡板的左侧面(发光面与标尺显示面呈90度布置)以利于照亮标尺刻度，并且照明光带为LED灯列。

此外，所述标尺的刻度面采用漫反射材料制成，在被外部光源照射时不会产生镜面反射，数据显示清晰且不刺眼。

本实用新型中的各个部件均可外购获得。

本实用新型的使用方式为：

将光电探头***水中，由于水能透光，光电探头不会被阻光；当光电探头接触到水沙交界处时，光电探头的光被阻挡，光通量发生跳变，控制电路处理信号后判断为接触到水、沙交界面，扬声器发出声音提示；确保水平仪的气泡位于水平仪的中间位置，以使标尺保持竖直状态，此时从标尺上读出相应的刻度值，就是该地形位置的相对高程。

Claims (6)

1.一种改进结构的水沙界面仪，包括主箱体(1)、竖直固定在主箱体上方的标尺(2)、通过连接杆(31)固定在主箱体下方的光电探头(3)；其特征在于：所述标尺的侧面分别设有水平仪(4)以及用于照亮标尺刻度面的照明光带(5)。

2.根据权利要求1所述的改进结构的水沙界面仪，其特征在于：所述标尺右侧固定有挡板(51)，所述照明光带安装在挡板的左侧。

3.根据权利要求2所述的改进结构的水沙界面仪，其特征在于：所述水平仪通过安装板(41)固定在标尺左侧。

4.根据权利要求3所述的改进结构的水沙界面仪，其特征在于：所述照明光带为沿着竖直方向布置的LED灯列。

5.根据权利要求4所述的改进结构的水沙界面仪，其特征在于：所述主箱体内配置有控制模块、电池；所述主箱体外部还设有电源开关(11)、照明开关(12)、扬声器(13)、充电接口(14)。

6.根据权利要求5所述的改进结构的水沙界面仪，其特征在于：所述控制模块包括用于接收处理光电探头信号的接收电路与信号整形电路，用于驱动扬声器的声响驱动电路，用于控制照明光带的光源供电电路。