一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：包括基座（1），基座上分别设有支架（6）和转接管（4），支架通过固定板（9）安装太阳能电池板（12）、激光测距仪（10）和数据收发器（13），所述数据收发器与远程计算机无线信号传输；转接管分别连接滤波管（2）和观测管（5），所述观测管上端的开口（5a）与激光测距仪的信号采集端口（10a）对应配合。本发明的优点：本装置结构简单，成本低，可有效的消除天然河道波浪变动对水位观测的影响，使得观测仪器在静水中观测，性能稳定可靠，受天气影响小，观测精度达毫米级以上，观测信息通过无线传输至信息处理终端，自动对观测资料进行整理输出。
【专利说明】一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水位监测装置，特别涉及一种用于天然河道水位高精度测量的一 体化装置。
【背景技术】
[0002] 在水利工程运行管理和水文测报中，需要对天然河流的水位进行测量，尤其是主 汛期间，更需对实时水位及最高洪水位进行精确的检测，从而积累洪水位观测资料，以便对 河段河道防洪技术、防洪标准进行研究，对下游防洪有着指导性的意义，对行蓄洪区来讲， 水位精度测量直接决定行蓄洪区的是否启用，是地方防汛指挥和人民群众最为关心的事 情。对水利工程运行及安全管理，挡水建筑物坝前坝后水位直接影响工程安全，因此，高精 度水位测量极为重要。
[0003] 现阶段的天然河流水位的测量，均通过在水文站进行，但由于水文站多地处偏僻， 工作环境恶劣，水位观测受多种不确定性因素影响大，水位观测精度一直制约国人的水文 测验工作。根据《中华人民共和国水位观测标准》（GBJ158-90)(下简称《水位观测标准》） 规定，水位测量精度允许误差在2至3厘米之间，但在实际工作中，由于受波浪、杂物、河道 淤积等多种因素影响，观测非常困难，精度很难保证。
[0004] 目前常用的观测仪器主要包括：浮子式水位计、气泡式、振弦式水位计、超声波水 位计和雷达水位计等，这些观测仪器都存在着一定的缺点，主要是：浮子式水位计需要建设 坚井，连通管道淤积、需要倒虹吸处理，但倒虹吸管道需要抽真空处理，成本高，难处理，水 位观测每天都需要人工在河道中用水尺读一个基准数值，再到水位计上标注为基准值，人 工读数本身就受波浪影响，误差大。气泡式和振弦式水位计需要埋在水下，受波浪影响大、 成本高、仪器校正难，故障率高，维修困难。超声波水位计和雷达水位计受波浪干扰大，同 时造价昂贵，难以普遍推广。同时土建工程造价大，难以适应野外工作环境和大规模推广 使用。水位观测受仪器安装、附属配套设施和天气的影响大，观测工作量大；尤其是未能很 好的解决仪器观测受波浪影响的问题；仪器在实际工作中由于受安装埋设、天气、人为等影 响，观测精度差，实际误差进一步放大。观测资料记录及整理自动化能力差，受人为因素影 响多，测量精度较差，实际测量误差很难满足精度要求，在实际野外环境天然河道水位测量 中，由于人工因素多，水位难以与流量等其他水文要素测量同步，所以现有的观测仪器没有 从根本上解决波浪对水位观测影响问题。因此，现阶段急需一种可对天然河道水位进行实 时高精度测量的装置，经过广泛检索，尚未发现较为理想的技术方案。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现阶段天然河道水位观测仪器存在的，成本高，观测受 环境和人为因素双重影响，观测结果精度差，误差大等缺点，而提出的一种用于天然河道水 位高精度测量的一体化装置。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案： 一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：包括基座，所述基座上 分别设有支架和转接管，所述支架的上侧连接一个固定板，所述固定板上分别安装太阳能 电池板、激光测距仪和数据收发器，所述太阳能电池板分别与所述激光测距仪和所述数据 收发器电连接，所述激光测距仪和所述数据收发器通信连接，所述数据收发器与远程计算 机通过无线信号传输；所述转接管分别连接滤波管和观测管，所述观测管内设有一个浮动 靶标，所述浮靶标与所述激光测距仪的信号采集端口感应配合。
[0007] 在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案： 所述数据收发器通过天线与远程计算机无线信号传输。
[0008] 所述观测管通过一组连接件连接固定在所述支架上。
[0009] 所述滤波管的内壁设有向内凸起的螺旋环，所述滤波管的端部套接一个接头。
[0010] 所述接头为一个筒状结构，在筒底和筒壁上设有一组过滤孔。
[0011] 所述观测管采用透明管。
[0012] 在所述支架上连接一个与所述观测管对应配合的标尺。
[0013] 所述转接管上通过阀门连接一个外接管，外接管可用于管道冲洗及管道接长。
[0014] 所述观测管还可以采用不透明的管，在所述管的侧壁上设有一个通长的观测窗 □。
[0015] 所述信息处理终端采用计算机，计算机采集到观测信号通过程序对接收信息进行 处理，生成水位过程线、曲线及记录表。
[0016] 所述接头在过滤孔的作用下，可有效的阻挡河道中水草等杂质进入滤波管，而把 滤波管堵塞，影响观测结果。所述接头和所述滤波管及向内凸起的螺旋环，起到了消浪的作 用，使得河水在进入观测管后由动态转化为静态。
[0017] 当所述滤波管内有淤泥时，可随时在所述阀门处连接外接干净水源对滤波管进行 冲洗，当发洪水时，打开所述阀门，将另一套与本装置相同的检测装置的滤波管连接在本装 置的外接管上。
[0018] 所述标尺可对观测管内静态水位进行人工观测读数用以校正。
[0019] 本发明的优点在于：本装置结构简单，成本低，采用人工观测与仪器观测对比校 正，且本装置可有效的消除天然河道波浪变动对水位观测的影响，使得观测仪器在静水中 观测，性能稳定可靠，受天气影响小，观测精度达毫米级以上，观测信息通过无线传输至信 息处理终端，自动对观测资料进行整理输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的基本结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 如图1所示，本发明提供的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其 特征在于包括 ： a、基座1，所述基座1可为水泥基座也可为砼基座，所述基座1上分别设有支架6和转 接管4。
[0022] b、所述支架6为一个圆形钢管，所述支架6垂直连接在所述基座1上，在所述支架 6上连接一个弧形的标尺7,在所述支架6的上端通过连接杆和卡箍连接固定一个固定板9， 所述固定板9上分别安装太阳能电池板12、激光测距仪10和数据收发器13,所述太阳能电 池板12分别与所述激光测距仪10和所述数据收发器13电连接，所述数据收发器13上设 有天线11，所述天线11将所述激光测距仪10采集的信号通过无线信号的方式传输给远程 计算机。所述激光测距仪10通过电缆和所述数据收发器13通信连接，在所述固定板9上 设有一个与所述激光测距仪10的信号采集端口 l〇a对应配合的通孔。所述太阳能电池板 12和激光测距仪10均为现有技术，其中所述激光测距仪10选用目前成熟的连续波激光测 距仪，优选用西安三科数码光电有限公司生产的型号为SKD - 30D的激光测距传感器；所述 数据收发器13内含有GPRS，优选用南京葛南数码光电有限公司生产的型号为GDA1902的智 能数据采集器。
[0023] c、所述转接管4采用三通管，所述转接管4的三个接口分别连接滤波管2、观测管 5和阀门15。所述滤波管2按一定比降伸入到河道内，所述滤波管2的内壁设有向内凸起 的螺旋环2a，所述滤波管2的端部套接一个接头3,所述接头3为一个筒状结构，在筒底和 筒壁上设有一组过滤孔3a。所述观测管5优选透明的有机玻璃管，所述观测管5与所述支 架6平行设置，所述观测管5通过四个连接件8连接固定在所述支架6上，所述连接件8包 括两个与所述支架6和观测管5套接的卡箍，所述两个卡箍通过连杆连接，所述卡箍卡接后 通过螺栓和螺母锁紧固定。所述观测管5内设有一个浮动靶标14,所述浮动靶标14与所述 激光测距仪10的信号采集端口 l〇a感应配合。所述观测管5与所述标尺7对应配合。
[0024] d、所述阀门15上连接一个外接管16,所述外接管16可用于连接外接的干净水源， 定期对所述滤波管2进行清洗，也可另一套与本装置相同的水位检测装置。
【权利要求】
1. 一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在于：包括基座（1)，所述 基座（1)上分别设有支架（6)和转接管（4)，所述支架（6)的上侧连接一个固定板（9)，所述 固定板（9)上分别安装太阳能电池板（12)、激光测距仪（10)和数据收发器（13)，所述太阳 能电池板（12)分别与所述激光测距仪（10)和所述数据收发器（13)电连接，所述激光测距 仪（10)和所述数据收发器（13)通信连接，所述数据收发器（13)与远程计算机通过无线信 号传输；所述转接管（4)分别连接滤波管（2)和观测管（5)，所述观测管（5)内设有一个浮 动靶标（14)，所述浮靶标（14)与所述激光测距仪（10)的信号采集端口（ 10a)感应配合。
2. 根据权利要求1所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在 于：所述数据收发器（13 )通过天线（11)与远程计算机无线信号传输。
3. 根据权利要求1所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在 于：所述观测管（5)通过一组连接件（8)连接固定在所述支架（6)上。
4. 根据权利要求1所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在 于：所述滤波管（2)的内壁设有向内凸起的螺旋环（2a)，所述滤波管（2)的端部套接一个接 头（3)。
5. 根据权利要求4所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在 于：所述接头（3)为一个筒状结构，在筒底和筒壁上设有一组过滤孔（3a)。
6. 根据权利要求1所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在 于：所述观测管（5)采用透明管。
7. 根据权利要求1或5所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特 征在于：在所述支架（6)上连接一个与所述观测管（5)对应配合的标尺（7)。
8. 根据权利要求1所述的一种用于天然河道水位高精度测量的一体化装置，其特征在 于：所述转接管（4)上通过阀门（15)连接一个外接管（16)。
【文档编号】G01F23/64GK104111104SQ201410324338
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】徐新华, 唐洪武, 吴峰, 徐雷诺, 余金煌 申请人:徐新华