[發(fā)明專利]聲波水位測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01100506.8
• 申請日: 2001-01-05
• 公開（公告）號: CN1344915A
• 公開（公告）日: 2002-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學(xué)壽
• 申請（專利權(quán)）人: 海德羅索尼科國際有限公司;國際海德羅索尼科有限公司
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 劉興鵬

本發(fā)明涉及一種聲波水位測量技術(shù)，特別是涉及一種在水位范圍會劇烈變化的水庫、河流、地下水等中利用聲波準(zhǔn)確測量水位的聲波水位測量方法。

人工水庫中的水位變化范圍為幾十米。許多河流中的水位變化范圍為10米。因此，需要水文觀測以便不依賴于水位的變化范圍而使水位測量的絕對誤差小于±5-10米。根據(jù)水位計的安裝條件，通常將水位計的原始點(diǎn)設(shè)置在高于水面的位置處。在這種情況下，即使水位的變化范圍較小，水位測量范圍也可較大。例如，在一座橋上，考慮到水位計的維修和操作，將水位計安裝在道路或路面上。在這種情況下，水位計原始點(diǎn)距水面的距離一般為10-20米。如果水位變化范圍為±5米，那么水位測量范圍為10-15米或15-25米。在將水位計安裝在水壩上的情況下，水位測量范圍一般為40-80米。另外，當(dāng)試圖測量地下水的水位時，即使地下水位不在大的范圍內(nèi)變化，通過參考構(gòu)成一地下水觀測管頂部的原始點(diǎn)也可測量水位，所述地下水觀測管緊靠地面。水位測量范圍較大的情況會經(jīng)常發(fā)生。

如果水位測量范圍較大，則需要對聲波水位儀進(jìn)行改進(jìn)，以能夠準(zhǔn)確地測量水位。在以下專利中披露了常用的一些具有相對較高準(zhǔn)確度的典型聲波水位測量方法和設(shè)備：

美國專利No.5,842,374，其公開日為1998年12月1日；

德國專利No.19511234，其公開日為1997年9月11日；

日本專利No.2,756,647，其公開日為1998年3月13日；

韓國專利No.150714，其公開日為1998年6月16日。

這些專利的題目通常為“大范圍水位測量方法及設(shè)備”。

在圖1中描述了一種已公開的傳統(tǒng)聲波水位測量方法。其中1為聲波發(fā)生器，2為波導(dǎo)管，5₁，5₂，5₃，……5_n，5_n+1為沿波導(dǎo)管2以恒定間距l(xiāng)設(shè)置的聲波接收器。聲波接收器51的位置為用于測量水位的原始點(diǎn)或零點(diǎn)。從原始點(diǎn)至水面的距離L_x按以下方式測量：當(dāng)聲波發(fā)生器1產(chǎn)生聲波脈沖時，聲波脈沖向水面輸送或傳播，并在水面上反射且隨后被向上輸送。在聲波脈沖到達(dá)原始點(diǎn)時，聲波接收器5₁產(chǎn)生一輸出信號。同樣，隨著聲波脈沖的前進(jìn)，最靠近水面的聲波接收器5_n產(chǎn)生輸出信號并也接收被反射的聲波脈沖。因此，利用以這種方式接收的四個信號對水位L_x進(jìn)行測量。在聲波接收器5₁接收到前進(jìn)脈沖和反射脈沖的時間點(diǎn)之間的時間間隔t₁如以下公式所示： t 1 = 2 Lx C 1 - - - ( 1 ) ]]>

脈沖接收器5₁和5_n分別接收到前進(jìn)脈沖的時間點(diǎn)之間的時間間隔t₂如以下公式所示： t 2 = L 0 C 2 = ( n - 1 ) l C 2 - - - ( 2 ) ]]>