[發明專利]浮子式斜管(井)水位觀測平臺

無效

• 申請號: 200810137601.1
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101813508A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 鄭桂剛
• 申請（專利權）人: 鄭桂剛
• 主分類號: G01F23/40
• 分類號: G01F23/40;E21B47/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種無源、斜置狀態下水位觀測平臺水位傳感新結構裝置，叫浮子式斜管(井)水位觀測平臺，簡稱鄭氏水位觀測平臺，突出特點是解決了在小斜度和大水位變幅情況下水位感應精度不高的問題。

背景技術

在技術應用領域，目前我國水位觀測設備主要有水尺、浮子式水位計、壓力傳感器式水位計、氣泡式水位計、超聲波水位計、激光水位計等多種形式。其中，水尺是最古老的和最基本的水位測驗器具，用作人工觀測。但其不足之處也十分明顯，如無法記錄水位變化全過程，無法實現水位測驗自動化，水位受外界影響大時易產生人為因素的誤差，易損壞等。直立測井浮子式水位計是應用最多、結構較簡單、最可靠、測驗精度最高的水位測驗設備，主要是以建造直立島岸式測井水位臺為前提才能安裝和使用。這種水位臺優點突出，但也有一定的缺點，如在水位變幅大的河道中，建造一級直立島岸式測井，基礎要求較高，投資大，有些地方建井困難或無法興建；建成的水位測井獨立于河中，引橋長，工作不方便，受外界影響大，對外界影響也大，起阻流作用等。其它形式的水位測驗設施多屬有源設備。由于需要電源供電，使用電子元器件，易老化，故障多，造價高，且都不是很完善，存在著許多不足，故應用領域窄，不易推廣和普及。

目前，公知的無源斜管水位臺是雙斜管水位觀測平臺，它是最新定型的水位觀測平臺裝置(中華人民共和國水利行業標準SL384-2007《水位觀測平臺技術標準》)。它是由雙斜管、球型浮子及平衡錘、水位感應索、導向輪、水位計安裝平臺組成。其在一定的范圍內有較好的應用前景，但存在一些不足。它的球型浮子是水位感應部件，同時又是運動部件，水位上漲使球型浮子產生浮力推動球型浮子沿著斜管底部向上滾動；水位下降使球型浮子減小浮力并在其重力作用下克服平衡錘拉力后推動球型浮子沿著斜管底部向下滾動。此時，對水位感應影響最大的主要是球型浮子與斜管底部的摩阻和水的附著力。摩阻的大小與球型浮子和斜管底部接觸面積成正比；水的附著力的大小與球體和斜管底部接觸面積、球體和水接觸面積成正比。為使摩阻和水的附著力小，勢必要求球型浮子直徑盡可能小一些。但球型浮子小了，浮力必然就小，這樣會限制其在大水位變幅下的應用。為解決此問題，又希望球型浮子直徑盡可能大。然球型浮子直徑大了以后摩阻增大，水體的附著力也不能忽略。要使球型浮子懸浮于斜管下壁的水中，摩阻和水的附著力問題就會變得很突出，使水位感應靈敏度降低，限制了其在小斜度條件下的應用。另一個問題是球型浮子的橫向轉動的不可預測性，會使摩阻不穩定，也即使水位感應靈敏度變得不穩定，影響了水位測驗的精度。因此，雙斜管水位觀測平臺使用范圍是很有限的。本發明浮子式斜管(井)水位觀測平臺——鄭氏水位觀測平臺克服了現有無源斜管(井)水位臺應用范圍較窄的問題，應用領域廣闊。

本發明構思巧妙，結構獨特、新穎；使自然浮力在技術領域應用發揮至極。其水位觀測效果與直立島岸式測井水位臺基本一致，而且具有維護便捷，可修復的特點，這是直立島岸式測井水位臺不能比擬的。某些特定環境條件下，完全可以替代直立島岸式測井水位臺。

發明內容

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：在斜管(井)內的下部或底部鋪設一條剛性走軌，專供連接浮子下的運動組件運行。這樣，浮子本身不存在滾動或轉動，其獨立懸浮于水中。浮子下的運動組件在剛性走軌上下運行的阻力恒定，不隨浮子大小和形狀的變化而發生改變，從而保證了水位感應的精確、穩定和可靠。

本發明的有益效果是，可以在很小的斜度和很大的水位變幅條件下，水位感應靈敏度基本穩定。從而使斜管(井)水位觀測臺不僅可以在寬淺、低斜度的河道、水庫、湖泊的水位測驗中應用，也可以在水位變幅巨大、斜度很大的窄深的大江、大河、水庫、湖泊、地下或海洋等環境下的水位測驗中應用。結構簡單，實用。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1、圖5是本發明鄭氏水位觀測平臺的構造原理圖。

1斜管(井)：直徑大的管(井)為斜管(井)，又叫水位測驗管(井)。斜管(井)身分上下層結構，材料可以是鋼筋混凝土構造，也可以用薄鋼板預制，也可是二者的組合。下層為鋼筋混凝土一體澆筑成型時，預埋螺栓，底部鑲釉面磚或釉面瓦。用薄鋼板制作時應使內壁盡可能光滑。上層為活動的預制件，鋼筋混凝土結構或薄鋼板制造均可。上下層之間用螺栓連接。上層預制件之間接口處有上下結合部，不留縫隙。

斜管(井)內空直徑視浮子的需要而定(參考直立水位井規范)。