[发明专利]往复探测式精密水位仪

说明书

技术领域

本发明涉及水利量测技术领域，具体是一种往复探测式精密水位仪。

背景技术

在水利模型试验和原型观测工程中，水位仪都是最常应用的仪器设备之一，由于在水利模型试验和原型观测工程中对水位仪的精度和量程的要求不同，所以通常情况下用于水利模型试验的水位仪不能应用于原型观测工程中，这无疑增加了劳动成本和设备成本。

发明内容

本发明的目的在于提供往复探测式精密水位仪，该水位仪利用量程与精度无关性原理，可以实现大量程高精度的水位检测，能够同时应用于水利模型试验以及水利原型观测工程中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

往复探测式精密水位仪，包括步进电机、编码器以及竖直设置的绕线盘与测量线轮，步进电机与绕线盘轴连接，编码器与测量线轮轴连接；绕线盘与测量线轮之间设有导向轮，绕线盘缠绕有探测钢丝，探测钢丝从绕线盘依次绕过导向轮与测量线轮，探测钢丝的外端连接有探测锤，探测锤由测量线轮外周竖直下垂；所述水位仪还包括控制器、显示器、清零感应开关与入水电极，所述编码器、清零感应开关与入水电极均连接至控制器的输入接口；控制器驱动步进电机旋转，令绕线盘收放探测钢丝，使探测锤上升或下降，且编码器跟随测量线轮同步旋转；清零感应开关与探测锤形成配合，用于对编码器进行清零，确定测量的初始位置；入水电极放置在待测量的水中，入水电极与探测锤相配合共同构成激励电极对，当探测锤触碰到待测量水面时，激励电极对导通，实现对待测量水面的捕捉；编码器将探测锤的升降距离反馈给控制器，由控制器计算得出水面高程，并将计算结果发送给显示器进行显示。

进一步的，竖直的探测钢丝两侧分别设有引导轮，探测钢丝从两个引导轮之间的间隙穿过。

进一步的，所述控制器还连接有通讯模块。

本发明的有益效果是，将探测锤的线位移转换成编码器可识别的角位移，再通过计算得出水面高程，本水位仪采用光电编码自动收放缆工作原理，其测量精度高、稳定性好、没有温漂和时漂影响，达到精度与量程无关性的要求，能够同时应用于水利模型试验以及水利原型观测工程中；并且可通过通讯模块进行传输、组网，实现水位在线实时自动化监测。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供往复探测式精密水位仪，包括步进电机1、编码器2以及竖直设置的绕线盘3与测量线轮4，步进电机1与绕线盘3轴连接，编码器2与测量线轮4轴连接；绕线盘3与测量线轮4之间设有导向轮5，导向轮5可以设置两个以上构成导向轮组；绕线盘3缠绕有探测钢丝6，探测钢丝6从绕线盘3依次绕过导向轮组与测量线轮4，探测钢丝6的外端连接有探测锤7，探测锤7由测量线轮4外周竖直下垂；探测钢丝6可采用Φ0.6mm多股不锈钢钢丝绳，材料为1Cr18Ni9Ti，具有良好的抗腐性能；作为优选的，测量线轮采用铜制 V 型槽滑轮，轮缘设计成V型槽，探测钢丝嵌在槽内，可保证在最大水位变幅时不产生滑移。竖直的探测钢丝6两侧分别设有引导轮12，探测钢丝6从两个引导轮12之间的间隙穿过。

所述水位仪还包括控制器8、显示器9、清零感应开关10与入水电极11，所述编码器2、清零感应开关10与入水电极11均连接至控制器8的输入接口；控制器8驱动步进电机1旋转，令绕线盘3收放探测钢丝6，使探测锤7上升或下降，且编码器2跟随测量线轮4同步旋转；清零感应开关10与探测锤7形成配合，用于对编码器2进行清零，确定测量的初始位置；入水电极11放置在待测量的水中，入水电极2与探测锤7相配合共同构成激励电极对，当探测锤7触碰到待测量水面时，激励电极对导通，实现对待测量水面的捕捉；编码器2将探测锤7的升降距离反馈给控制器8，由控制器8计算得出水面高程，并将计算结果发送给显示器9进行显示。

使用时，控制器8首先控制步进电机旋转，使探测锤7移动到清零位置进行清零；然后，使探测锤7下降，与此同时编码器2开始计数，当探测锤7触碰到水面时，激励电极对导通，水面被捕捉到后，计算得到水面高程，完成一次测量动作。按公式Hg = Ha-Hc进行精算，

公式中：Hg为水面高程,单位为 mm；

Ha为本水位仪安装高程,单位为mm；

Hc为本水位仪安装高程到水面的距离,单位为mm。