[發明專利]一種河工試驗水位計及其參數標定方法

有效

• 申請號: 201910471966.6
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110186538B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 許光祥;蔣孜偉;劉添宇
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00;G01F23/296
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發明公開了一種河工試驗水位計及其參數標定方法，水位計包括水位測量裝置、水箱、用于測量水箱基準水位的測針以及與水箱連通且用于測量水箱出水壓力的壓力傳感器，所述壓力傳感器下方固定設置有浮盤，所述浮盤中央貫穿有與壓力傳感器相對設置的超聲波探頭，所述超聲波探頭與所述壓力傳感器均電連接所述水位測量裝置。參數標定方法包括測得盛水量筒的水位z_盛水量筒；測出水箱基準水位z_a，壓力傳感器端面與基準水位之間的垂直距離h₁，超聲波探頭端面與盛水量筒水面的垂直距離h；通過h₂=z_a?z_盛水量筒?h₁?h得出超聲波探頭端面與壓力傳感器端面之間的垂直距離h₂。明顯減少水準儀跟測法的觀測環節和人為因素，減少觀測精度的影響因素，提高觀測精度。

技術領域

本發明涉及水利工程測量技術領域，具體為一種河工試驗水位計及其參數標定方法。

背景技術

水位作為指示河流、庫區汛情的基本水文要素之一，是水情信息的重要組成部分，也是防洪調度及洪水預報的重要依據。因此，水位歷來都是水利等工程研究的主要內容，是防洪、航道和橋梁等工程設計的必要參數，也是水工和河工模型試驗研究的必測內容。

目前，用于水工和河工模型水位測量的儀器主要有測針水位計、超聲波水位計等，其中，測針水位計測量是采用連通管原理，將河道水位引入模型外的量筒內讀取；而超聲波水位計是利用超聲波測出探頭與水面的距離，再由超聲波的固定高程計算出水位。但是，以上兩種固定水位計只能測一個測點的水位，而一般山區航道模型需要200多個測點，這樣就會存在以下技術問題：第一，測量儀器購置成本大幅增加，且占據大量試驗場地，試驗空間布置十分困難；第二，試驗中因方案優化等原因測點位置時常改變，而大多測點事先無法預見，難以采用固定水位計施測；第三，固定水位計安裝十分費時，會大幅度延長試驗研究時間；第四，由于測量儀器過多過密，試驗過程中常發生碰撞而變位，常常需要花費較多的時間去重新校核零點，同時也影響測量精度。

為了解決以上的技術問題，現目前采用水準儀跟測法，既移動超聲波水位計至測點，采用水準儀臨時施測水位計的零點，該方法是一種臨時性測量法，但是，水準儀跟測法還存在以下技術問題：

(1)費力：由于需要水準儀跟讀，測量一般同時需要5人完成(水準儀觀讀、記錄，水準尺掌控、精準定位，水位計觀讀)。

(2)費時：由于水準儀跟測法每個測點需要重新施測零點，加之水準儀調焦、調向、整平等環節觀測時間相對較長，且一個工況需要大量的測點，同時單點的觀測環節多，一個工況需要花費相當長的時間，十分費時。

(3)精度受限：由于觀測環節多，且多為人工環節，量測精度受到明顯影響。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種如何減少觀測環節，同時，提高觀測精度的河工試驗水位計及其參數標定方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種河工試驗水位計，包括水位測量裝置、水箱、用于測量水箱基準水位的測針以及與水箱連通且用于測量水箱出水壓力的壓力傳感器，所述壓力傳感器下方固定設置有浮盤，所述浮盤中央貫穿有與壓力傳感器位置相對設置的超聲波探頭，所述超聲波探頭與所述壓力傳感器均電連接所述水位測量裝置。