[实用新型]探测式水位仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种探测式水位仪，该水位仪是用于水利物理模型试验中测量水位的仪器，也适用于一般液位的测量以及明渠水量、大坝沉降、大坝下游渗流量和蒸发量测量。具体涉及一种采用步进电机驱动探针探测水面，又用步进电机的驱动步数记录水位高度的探测式水位仪。

背景技术

现有技术中的水位仪(也称水位计、液位计)的形式众多，在多达上百种的水位仪产品中，其功能各异，分别具有不同的特点。用于水利物理模型(水工、河工、港工)试验的多为跟踪式水位仪，跟踪式水位仪采用可逆电机驱动探针跟踪水面，早期的有编码盘式、电位器式等，近期的有光栅式和容栅式。早期的跟踪式水位仪存在机械结构复杂，机械磨损或机械传动会产生较大的误差影响测量结果。近期的水位仪在机械结构和数据获取方面有了很大的改进，但跟踪式水位仪仍存在以下两点不足，其一是探针跟踪水面上下运动时，水的表面张力和水面漂浮物会造成较大的误差；其二是水流流速较大时，跟踪水面的探针会因阻水而抬高水位，造成误差。

发明内容

为了克服现有技术以上的不足，本实用新型的目的是提供一种探测式水位仪，以提高测量水位的准确度。本实用新型在仪器组成结构和测量方式两方面，针对传统的跟踪式水位仪的不足，采用探测式水位测量方法以及由步进电机组成的探测式水位仪。该探测式水位测量方法和探测式水位仪可以克服传统技术中，水的表面张力和水面漂浮物会造成的误差，还可消除跟踪水面的探针因阻水而抬高水位，造成的误差。

完成上述发明任务的方案是：一种探测式水位仪，在钢结构支架上设有探针与电子测控电路，其特征在于，

所述的钢结构支架上设有探针升降机构，该探针升降机构的结构是：由步进电机通过传动系统带动探针升降；

所述的电子测控电路由单片机系统和步进电机的驱动器构成，单片机系统通过记录步进电机的驱动步数得到水位高度，显示在液晶显示器上，并由串行口传送到计算机；

所述探针升降的驱动、水位高度的计数这两个功能用一个主器件——步进电机来实现。

所述的传动系统可以采用以下结构：

1，步进电机的轴上联结同步轮，该同步轮上有同步带，该同步带上固定有滑块，并设有两个滑动杆作为所述滑块的导轨；滑块上固定探针管，所述的探针通过锁紧螺母固定在探针管上。本方案构成“测杆式探测式水位仪”。本结构适于测量分辨率较高，但测量范围不宜超过50cm的水位。

2、步进电机的轴上联结有滚筒，该滚筒上绕有不锈钢丝，该不锈钢丝通过导向轮后，下端固定有重垂；所述的探针固定在重垂下面。本方案构成“滚筒式探测式水位仪”。

整齐排绕在滚筒导线槽上的细钢丝绳一端固定在滚筒上，另一端系一个重垂沿导向轮垂直向下，重垂下端安装探针，步进电机旋转滚筒带动探针上下运动。

还可以采用与上述两个传动系统不同的其他传动系统。

当步进电机带动通过传动系统带动探针下降，探针的尖端接触水面时，探针与水电阻接地线输出的水电阻发生改变，把信息传给单片机系统，单片机系统通过记录步进电机的驱动步数换算成水位数据，显示在液晶显示器上，并由串行口传送到计算机。

本实用新型有以下优化方案：

1、所述测杆式探测式水位仪的探针外面设有探针管，两者通过锁紧螺母固定联结；

2、所述滚筒式探测式水位仪的探针的上端设有最大水深限位器，其结构是：触底限位器的导通由钢丝绳的松紧控制；触底限位器与步进电机的驱动器连接(探针触底时，钢丝绳松弛，触底限位器导通，控制电机停止转动)；

3、所述测杆式和滚筒式探测式水位仪的单片机系统上设有水位零点开关；

4、所述滚筒式探测式水位仪的传动系统采用滚筒上和不锈钢丝时，设有与该滚筒平行的2个排线轮，以控制不锈钢丝的排列。