CN210402111U - 一种二次供水储水设备水位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二次供水储水设备水位测量装置，包括激光测距仪、反光板和拉索，反光板套设在拉索上，拉索固定在储水设备中的顶部和底部之间，激光测距仪固定在储水设备中的顶部，并与拉索紧靠，其中，激光测距仪发出的激光线处于反光板的横截平面内。本实用新型提高了水位测量精度，同时在其安装过程中更加方便，增强了实用性。

Description

一种二次供水储水设备水位测量装置

技术领域

本实用新型涉及城市供水管网***二次供水领域，具体涉及一种二次供水储水设备水位测量装置。

背景技术

现今，国内为城市高层建筑用户供应生活饮用水俗称自来水均是通过二次供水的方式实施的，二次供水是指当民用与工业建筑生活饮用水对水压和水量的要求超过城镇公共供水或自建设施供水管网能力时，通过储存、加压等设施经管道供给用户或自用的供水方式。二次供水设施主要包括储水设备、加压设备和管线三部分。二次供水储水设备以下简称储水设备起储存自来水的作用。

在储水设备中，水量的适宜保持是非常重要的，一方面，储水设备中需要保持足够水量的自来水来保证用户用水充足；另一方面，如果储水设备中自来水水量过多，将使自来水在储水设备中停留的时间过长，进而导致水中余氯浓度严重下降，从而所储存的自来水质量将不合格。现有技术中针对储水设备的水量测量通常是通过水位数据计算得到的，具体数值是水位数据值乘以储水设备的横截面积。其中，储水设备水量的多少是通过控制储水设备水位高度来实现的。

在包括二次供水在内的城市给水排水装置安装时，需要满足一定的规范，例如供水装置的设计中，应当遵循中华人民共和国国家标准GB50015-20032009年版《建筑给水排水设计规范》中第3.7.7条的规定：

1、当利用城镇给水管网压力直接进水时，应设置自动水位控制阀；

2、当水箱采用水泵加压进水时，应设置水箱水位自动控制水泵开、停的装置。

对自动水位控制阀所进行控制的方式，可以采用由浮球开关直接控制的浮球阀，也可以采用水位计，根据实时测量得到的水位数据对电动阀或电磁阀进行自动控制的方式；对水箱水位自动控制水泵开停的装置所进行控制的方式，也是根据水位计实时测量得到的水位数据对水泵进行开停的自动控制，以便让储水设备中的自来水水量保持在适宜的范围。

一般而言，储水设备的水量等于储水设备的横截面积与水位相乘的积，对于具体的单个储水设备而言，其横截面积是固定不变的，要想获得准确的储水设备水量数据，就必须对储水设备的水位进行精确的测量。目前，储水设备常用的水位测量设备主要有静压式液位计、超声波液位计和浮球液位计等，但上述三种液位计在储水设备中的实际应用中均存在一些不足之处：

1、静压式液位计在储水设备中使用碰到的主要问题是对安装位置的要求较高，探头需要远离进水口和出水口，以免水流变化干扰测量，另外，静压式液位计的探头长时间浸泡在水中以后，可能会附着沉降的泥沙或者滋生的细菌等微生物，影响测量的准确度；

2、超声波液位计是非接触式测量方式，在储水设备中使用碰到的问题主要是会受到测量盲区和波束角的限制，对储水设备的体积和高度都有一定要求，不适合体积较小的储水设备，并且，高精度的超声波液位计价格也比较高；

3、浮球式液位计在储水设备中使用碰到的问题主要是浮球等移动部件一直浸泡在水中，长时间运行比较容易出现故障，维护量较高，另外，浮球液位计精度较低，一般为±1~±2%，不能满足对水位数据准确性要求高的场合。

综上所述，本领域亟待一种测量精度高、安装方便的二次供水储水设备水位测量装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二次供水储水设备水位测量装置，提高了水位测量精度，同时在其安装过程中更加方便，增强了实用性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括激光测距仪、反光板和拉索，拉索的两端分别固定在储水设备中的顶部和底部，反光板套设在拉索上，激光测距仪固定在储水设备的内顶面，且激光测距仪发出的激光线处于反光板的横截平面内。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术原理是：激光测距仪通过螺栓或焊接等方式固定在储水设备中的顶部，并与拉索紧邻，其用于向反光板射出激光，并同时测量往返光束所经时间，以得出激光测距仪与反光板之间的距离，进而可通过该距离和光速c=299792458m/s计算出相隔距离，进而得出储水设备中的实际水位，其中，激光测距仪包括通讯模块，该通讯模块用于向外界计算机、手机等通讯设备通过无线方式传输测算数据，以供工作人员查看后进行储水设备中水位的调整；拉索从反光板中心轴向贯穿而过，使反光板套设在拉索上，在储水设备处于有水状态时，该反光板漂浮于水面上，以接收并反射激光测距仪所射之光束；拉索通过螺栓、焊接或粘接等方式固定在储水设备中的顶部和底部之间，其用于在水位升降过程中，锁住反光板的横向流动，对反光板起到导向作用，以使其保持径向位置，进而保持激光测距仪与反光板的垂直关系；优选地，激光测距仪与拉索紧邻，激光测距仪的径向位置处于反光板的径向位置范围内，使得激光测距仪发出的激光线处于反光板的横截平面内，进而保证发出的激光位于反光板中。

本实用新型的有益效果在于：通过激光测距仪和反光板的配合设置，提高了储水设备中的水位测量精度，其安装方便、机械可动部件、维护量小以及成本低，非常适合于储水设备中的应用，其非接触式测量方式也方便了操作，减少了人力成本，增强了实用性。另外，通过拉索的设置，反光板随着水位变化沿拉索方便地上下移动的同时保持径向的位置，进而保证了激光测距仪的光束射到反光板上，从而提高了储水设备中的水位测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本实用新型一种二次供水储水设备水位测量装置的结构示意图；

图2 是本实用新型一种二次供水储水设备水位测量装置的控制模块示意图；

图3 是本实用新型一种二次供水储水设备水位测量装置的PLC 控制示意图。

图中：1、激光测距仪；2、反光板；3、拉索。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在实施例1中，如图1所示，一种二次供水储水设备水位测量装置，包括激光测距仪1、反光板2和拉索3，拉索3的两端分别固定在储水设备中的顶部和底部，激光测距仪1固定在储水设备的内顶面，反光板2套设在拉索3上，且激光测距仪1发出的激光线处于反光板2的横截平面内。

激光测距仪1通过螺栓或焊接等方式固定在储水设备中的顶部，并与拉索3紧邻，其用于向反光板2射出激光，并同时测量往返光束所经时间，以得出激光测距仪1与反光板2之间的距离，进而可通过使用整体距离减去该距离测算出储水设备中的实际水位，其中，激光测距仪1包括通讯模块，该通讯模块用于向外界计算机、手机等通讯设备通过无线方式传输测算数据，以供工作人员查看；拉索3从反光板2中心轴向贯穿而过，使反光板2套设在拉索3上，在储水设备处于有水状态时，该反光板2漂浮于水面上，以接收并反射激光测距仪1所射之光束；拉索3通过螺栓、焊接或粘接等方式固定在储水设备中的顶部和底部之间，其用于在水位升降过程中，锁住反光板2的横向流动，以使其保持径向位置，进而保持激光测距仪1与反光板2的垂直关系；激光测距仪1与拉索3紧邻，激光测距仪1的径向位置处于反光板2的径向位置范围内，使得激光测距仪1的轴线处于反光板2的横截平面内，进而保证发出的激光位于反光板2中。

进一步地，还包括PLC控制器，PLC控制器设于储水设备外部，其与激光测距仪1电连接；储水设备的进水口上设有电磁阀，该电磁阀与PLC控制器电连接。储水设备外部设有进水口和排水口，如图2所示，激光测距仪1与PLC控制器连通，其测算的水位数据将传输至PLC控制器中，PLC控制器将该水位数据与预先设定好的水位阈值进行比较，进而判断是否打开或关闭水阀，以对储水设备中进行加水或排水，所述进水口上设有一个电磁阀来控制水流，所述出水口上设有另一个电磁阀来控制水流，2个电磁阀分别与PLC控制器电连接。当激光测距仪1测算的水位数据低于低位阈值时，PLC控制器向进水口上的电磁阀输出打开指令，电磁阀打开，水流进入储水设备中；当激光测距仪1测算的水位数据高于高位阈值时，PLC控制器向拍水口上的电磁阀输出打开指令，电磁阀打开，水流从储水设备中排出；同时，激光测距仪1测算的水位数据高于低位阈值或低于高位阈值时，PLC控制器对应的向进水口或出水口上的电磁阀输出关闭指令，电磁阀关闭。如图3所示，PLC控制器采用S7200型号的CPU，图中左侧的0.0为启动开关、0.1为停止开关、0.2为高位阈值开关、0.3为中位开关、0.4为低位阈值开关、0.5为手动进水、0.6为手动排水，右侧的0.0和0.1分别为进水口和排水口上的电磁阀。

进一步地，反光板2为圆盘结构，其半径与激光测距仪1的横截长度相同，其中心上开设有与拉索3对应的通孔。与矩形结构的反光板相比，采用圆盘结构的反光板2，将提高其在水面上的漂浮稳定性，其圆形截面能够有效缓冲水流的冲击力，同时，不管圆盘如何水平移动，反光板2的半径不变，进而保证了激光测距仪1所射出的激光始终会到达反光板2上，而矩形结构或其它异形结构在其移动过程中，其径向长度会发生变化，进而可能造成激光测距仪1的激光射出反光板2之外，以矩形结构为例，若要保证激光测距仪1的激光始终射击在反光板2上，则激光测距仪1的横截长度必须小于等于反光板2的最短边长度，由此将加重设计难度；其半径和测距仪1的横截长度一致，不超过100mm，其中间开设有孔，孔的直径可允许拉索3穿过，反光板2可随着水位变化沿拉索3方便地上下移动。

进一步地，反光板2采用白色反光板。激光测距仪1向水面发射激光，经浮在水面的反光板2反射，采用白色反光板以避免激光强度损失，为激光测距仪1提供可靠的激光信号，保证测量精度。需要注意的是，白色反光板是很重要的，只有用白色，才能保证激光反射强度，从而提高测量精度。

进一步地，激光测距仪1采用型号为SENST-40的激光测距传感器。该型号激光测距传感器的防护等级为IP65，可安装于高湿度的储水设备内部，测量精度为±1mm，可保证水位数据的准确性。另外，YF-YJ型激光测距传感器与SENST-40的激光测距传感器具有同样的功效。

进一步地，拉索3采用食品级304不锈钢或食品级316不锈钢。拉索3直径为2-5mm，与储水设备顶部和底部两个面垂直，两端分别固定于储水设备的顶部和底部，拉索3顶部固定点紧贴测距仪，其采用低密度的食品级塑料如聚乙烯或聚丙烯制成，不锈钢本身具有耐腐蚀性能，适用于水中应用，同时食品级304或316具有较强的抗氯化物腐蚀能力，进而不会影响储水设备中的水体质量。

Claims (9)

1.一种二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，包括激光测距仪（1）、反光板（2）和拉索（3），拉索（3）的两端分别固定在储水设备中的顶部和底部；激光测距仪（1）固定在储水设备的内顶面，反光板（2）套设在拉索（3）上，且激光测距仪（1）发出的激光线处于反光板（2）的横截平面内。

2.根据权利要求1所述的二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，还包括PLC控制器和电池阀，PLC控制器设于储水设备外部，其与激光测距仪（1）电连接；电磁阀设于储水设备的进水口上，该电池阀与PLC控制器电连接。

3.根据权利要求1或2所述的二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，反光板（2）为圆盘结构，其半径与激光测距仪（1）的横截长度相同，其中心上开设有与拉索（3）对应的通孔。

4.根据权利要求3所述的二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，反光板（2）采用白色反光板。

5.根据权利要求1、2或4所述的二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，激光测距仪采用型号为SENST-40的激光测距传感器。

6.根据权利要求3所述的二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，激光测距仪采用型号为SENST-40的激光测距传感器。

7.根据权利要求1、2或4所述的二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，拉索（3）采用食品级304不锈钢或食品级316不锈钢。

8.根据权利要求3所述的二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，拉索（3）采用食品级304不锈钢或食品级316不锈钢。

9.根据权利要求5所述的二次供水储水设备水位测量装置，其特征在于，拉索（3）采用食品级304不锈钢或食品级316不锈钢。

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