一种可移动式水位计的制作方法
【技术领域】
[0001]本专利涉及水工模型水位测量装置，尤其是一种可移动、无需固定零点、能快速获得测点水位的水位计。
【背景技术】
[0002]水位作为指示河流、库区汛情的基本水文要素之一，是水情信息的重要组成部分，也是防洪调度及洪水预报的重要依据。因此，水位历来都是水利等工程研宄的主要内容，是防洪、航道、桥梁等工程等设计的必要参数，也是水工、河工模型试验研宄的必测内容。
[0003]目前，用于水槽、河道模型水位测量的仪器主要有测针、超声波水位计和水位传感器。测针测量采用连通管原理，将河道水位引入模型外的量筒内读取，目前大量应用于水工与河工模型实验。其缺点是只能人工读取，无法进行非恒定流试验，且在测量航道模型水位时需要布设大量的测针和预埋管；在模型建好后，不方便增加新的测点。超声波水位计是利用超声波测出探头与水面的距离，然后由超声波的固定高程计算出水位，其缺点是超声波探头需在一个平面上运动，一般用于固定高程的水槽中，无法适用于地形变化复杂的河道模型中。水位传感器是将下部探测的测杆深入待测水面以下，水位变化从而引起传感器的变化，继而达到测量待测点水位的目的。其缺点是流速，涌浪等因素对测量影响很大，传感器的安置会干扰水流，数据误差很难控制；同时，如果实验需布设大量的水位传感器，则可能会影响流速等其他参数额测量。
[0004]综上所述，现有的水位测量设备无法高效的获得任意点的水位。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是解决现有的水位计在灵活性差、劳动强度大、覆盖范围小，测量速度慢的问题。
[0006]为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种可移动式水位计，其特征在于:包括水箱、水管、压力传感器、数显深度仪、上圆盘、支柱、中圆盘、底盘、超声波探头和水准器。
[0007]所述水管的一端出口在所述水箱的底部、另一端出口套在压力传感器上。
[0008]所述压力传感器固定在上圆盘上。
[0009]所述上圆盘的下方是中圆盘，所述中圆盘的下方是底盘。所述上圆盘、中圆盘和底盘均具有中央通孔。所述上圆盘和中圆盘通过若干根支柱连接。所述中圆盘和底盘通过若干颗调平螺钉连接。
[0010]所述数显深度仪固定在上圆盘的中央通孔内。所述数显深度仪的刻度尺依次穿过中圆盘和底盘，并延伸到底盘的下方。所述数显深度仪的零点与所述压力传感器的探头位置平齐。
[0011]所述数显深度仪的刻度尺的下端固定超声波探头。
[0012]进一步，所述水箱的底部安装有连通外界的铜管。所述水管的一端连接在铜管上。
[0013]进一步，所述水箱的顶部安装有测量水箱内液位的游标卡尺。
[0014]进一步，所述超声波探头的两侧分别安装有微型激光定位灯。
[0015]本实用新型的有益效果是，能够不干扰水流的快速测量任意一点水位。具有高效灵活，适用范围更广的特点。
【附图说明】
[0016]图1为装置的剖面构造图。
[0017]图2为本专利的原理图。
[0018]图3为移动平台上圆盘构造图。
[0019]图4为移动平台中圆盘构造图。
[0020]图5为移动平台底盘构造图。
[0021]图6为超声波探头连接的系部构造图。
[0022]图中:1、水箱水面；2、压力传感器端面；3、超声波水位计端面；4、待测水面；5、大地水准面；6、深度游标尺；7、水箱；8、铜管；9、水管；10、归零阀；11、压力传感器；12、数显深度仪；13、上圆盘；14、支柱；15、中圆盘；16、调平螺丝；17、底盘；18、超声波探头；19、微型激光定位灯；20、数据线；21、数据采集盒及电脑；22、圆水准器。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
[0024]一种可移动式水位计，包括水箱7、水管9、压力传感器11、数显深度仪12、上圆盘13、支柱14、中圆盘15、底盘17、超声波探头18和水准器22。
[0025]所述水箱7内装有水。所述水箱7的顶部安装有测量水箱内液位的游标卡尺，即深度游标尺6，可以测量水箱7内的液面高度。
[0026]所述水管9的一端出口在所述水箱7的底部、另一端出口套在压力传感器11上。所述压力传感器11测量水管9的出口的水压。所述水管9与压力传感器11连接处具有气密性。实施例中，所述水箱7的底部安装有连通外界的铜管8。所述水管9的一端连接在铜管8上。所述水管9上还安装有归零阀10。
[0027]所述压力传感器11固定在上圆盘13上。所述压力传感器11是市售的数字式压力传感器，其型号是CYG1145，可以通过数据线20传递出读数。
[0028]所述上圆盘13的下方是中圆盘15，所述中圆盘15的下方是底盘17。所述上圆盘13、中圆盘15和底盘17均具有中央通孔。所述上圆盘13和中圆盘15通过六根支柱14连接，所述上圆盘13和中圆盘15的盘面相互平行。所述中圆盘15和底盘17通过三颗调平螺丝16连接。通过调整调平螺丝16，使得中圆盘15和上圆盘13保持水平。所述上圆盘13上表明安装有水准器22，所述水准器22内气泡居中时，说明了上圆盘13是水平的。实施例中，水箱7位于上圆盘13的上方，底盘17位于待测水面4的上方
[0029]所述数显深度仪12固定在上圆盘13的中央通孔内。所述数显深度仪12的刻度尺依次穿过中圆盘15和底盘17，并延伸到底盘17的下方。所述数显深度仪12的零点与所述压力传感器11的探头位置平齐。数显深度仪12是市售产品。
[0030]所述数显深度仪12的刻度尺的下端固定超声波探头18。所述超声波探头18是市售的数字式超声波测距装置，其型号是Baumer UNAM18U6903/S14。实施例中，所述超声波探头18的两侧分别安装有微型激光定位灯19。所述微型激光定位灯19产生的两光斑的中心即为超声波探头对准点，用于超声波对待测点的对准。
[0031]本实施例的一种可移动式水位计进行水位测量使用过程如下:
[0032]固定水箱7测出水箱水位Zp (实施例中，安装后，保证水箱内的水面是水平，可以采用常用的方法测出水箱水位，如采用测针水位计，通过固定的水位零点，测出水箱7的水位Ztl)。实施例中，水箱7位于待测点(水面)的上方约I米处。
[0033]固定底盘17，使得超声波探头18位于待测点水面的上方。施测时，将两个微型激光灯19打开，将水位计移至待测点上方，使两激光灯光斑连线中心对准待测点，通过调整数显深度仪12使超声波探头18距水面的距离在仪器最佳测量范围内(实施例中，底盘17位于待测点(水面)的上方约0.3米处)，调节调平螺丝16，使圆水准器22中的气泡居中，保证上圆盘13水平。
[0034]通过压力传感器11的读数，计算出水箱7内液面与压力传感器11探头之间的高度差hi。(通过公式P = P= P gh计算，P通过压力传感器读出，P为水的密度，g为重力加速度，即:hl可以通过上述公式反算出来)
[0035]通过数显深度仪12的读数，获得压力传感器11与超声波探头18之间的高度差h2o通过超声波探头18的读数，获得超声波探头18与待测水面之间的高度差h3。图2示意了水箱水面1、压力传感器端面2、超声波水位计端面3、待测水面4和大地水准面5的关系。得到待测点水位为Z =
【主权项】
1.一种可移动式水位计，其特征在于:包括水箱(7)、水管(9)、压力传感器(11)、数显深度仪(12)、上圆盘(13)、支柱(14)、中圆盘(15)、底盘(17)和超声波探头(18); 所述水管(9)的一端出口在所述水箱(7)的底部、另一端出口套在压力传感器(11)上; 所述压力传感器(11)固定在上圆盘(13)上； 所述上圆盘(13)的下方是中圆盘(15)，所述中圆盘(15)的下方是底盘(17);所述上圆盘(13)、中圆盘(15)和底盘(17)均具有中央通孔；所述上圆盘(13)和中圆盘(15)通过若干根支柱(14)连接；所述中圆盘(15)和底盘(17)通过若干颗调平螺钉(16)连接；所述数显深度仪(12)固定在上圆盘(13)的中央通孔内；所述数显深度仪(12)的刻度尺依次穿过中圆盘(15)和底盘(17)，并延伸到底盘(17)的下方；所述数显深度仪(12)的零点与所述压力传感器(11)的探头位置平齐； 所述数显深度仪(12)的刻度尺的下端固定超声波探头(18)。
2.根据权利要求1所述的一种可移动式水位计，其特征在于:所述水箱(7)的底部安装有连通外界的铜管(8);所述水管(9)的一端连接在铜管(8)上。
3.根据权利要求1所述的一种可移动式水位计，其特征在于:所述水箱(7)的顶部安装有测量水箱内液位的游标卡尺。
4.根据权利要求1所述的一种可移动式水位计，其特征在于:所述超声波探头(18)的两侧分别安装有微型激光定位灯(19)。
【专利摘要】本专利公开一种可移动式水位计。即一种覆盖范围大，测量速度快，可降低劳动强度的可移动式水位计。它由固定的水箱与移动平台组成，由压力传感器测量水箱水位与移动平台高差，由超声波水位计测量超声波探头与待测水面距离，从而计算出待测水面水位。本实用新型由于上述结构，实现了复杂地形下水位的快速灵活测量。
【IPC分类】G01F23-296, G01F23-00, G01F23-14
【公开号】CN204330074
【申请号】CN201420843701
【发明人】许光祥, 王龙贵, 袁江, 黄才政, 刘辛愉
【申请人】重庆交通大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月26日