專利名稱：渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量裝置，特別涉及一種能夠快速測(cè)定多泥沙狀態(tài)下渠道過
水?dāng)嗝娴那肋^水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為輸送水資源的渠道，準(zhǔn)確的過水?dāng)嗝媸怯?jì)量過水流量的基本依據(jù)，渠道修建
的幾何尺寸——底寬、坡比尺寸等，一般是設(shè)計(jì)確定和已知的，只有過水水位是動(dòng)態(tài)變化
的，只要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確計(jì)量出水位高度，便可計(jì)算出過水面積及相應(yīng)過水流量。
目前，常規(guī)計(jì)量渠道水位的方法有如下幾種浮子水位計(jì)、壓力水位計(jì)、氣介超聲
波水位計(jì)。 浮子式水位計(jì)——傳統(tǒng)的計(jì)量方法，在清水中計(jì)量準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定可靠，但技術(shù)落后，自動(dòng)化程度低，一般必須放在建造的靜水井中使用。但是如果用多泥沙水體，水中夾帶、沉積的泥沙很快就會(huì)將進(jìn)水通道和靜水井淤塞，致使無法使用，既使在淤塞前能使用幾次，也只能測(cè)其水位高程，但無法測(cè)量出渠道的淤泥高度和實(shí)際水位。 壓力式水位計(jì)——是因不同的水位高度而感應(yīng)出相應(yīng)的水壓來測(cè)量水位的，壓力傳感部分沉入水底工作，一旦有淤泥附著或被淤泥掩埋，致使無法使用。同樣，該儀器也無法測(cè)量出渠道的淤泥高度和實(shí)際水位。 氣介式超聲波水位計(jì)——是以空氣作為聲脈沖傳播的水位測(cè)量?jī)x器，其應(yīng)用方式是固定高懸于水面之上，向水面發(fā)射聲脈沖并接收自水面反射回的聲信號(hào)，通過聲波運(yùn)行時(shí)間與聲速計(jì)算出水位高度。同前述二種方法的缺點(diǎn)一樣，只能測(cè)量出水位高程而無法測(cè)出渠底淤泥沉積高度，無法反映渠道真實(shí)過水?dāng)嗝妗?因此，上述一般水位計(jì)量產(chǎn)品和方法在水體清澈不改變渠道斷面?zhèn)儬顟B(tài)下是可行的，但是在高泥沙含量的輸水渠道中，由于渠道水體在輸送過程中會(huì)逐漸沉淀泥沙而淤積，改變了渠道的底寬和底高，單純的水位計(jì)量無法真實(shí)反映過水面積，由于泥沙淤積造成的水位儀器失去應(yīng)用功能。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備，能夠真實(shí)、有效地快速測(cè)定渠道過水?dāng)嗝?，能?dòng)態(tài)計(jì)量水位和淤泥雙項(xiàng)指標(biāo)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型實(shí)施例采取的技術(shù)方案是一種渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備，橫跨在渠道上，包括水介質(zhì)超聲波換能器、動(dòng)力裝置、橫跨所述渠道的軌道，其中，軌道放置在所述渠道兩側(cè)堤岸上軌道擱置座上，所述動(dòng)力裝置內(nèi)部設(shè)置有水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)，所述水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)可使得所述動(dòng)力裝置可相對(duì)所述軌道做水平及垂直運(yùn)動(dòng)，所述水介質(zhì)超聲波換能器裝配在導(dǎo)流裝置中，所述導(dǎo)流裝置由所述動(dòng)力裝置牽引。[0010] 為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，所述軌道擱置座與所述渠頂?shù)雀?。[0011] 作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流裝置為鉛魚。 為了達(dá)到測(cè)量的真實(shí)有效性，所述動(dòng)力裝置中的水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)還包括控制水介質(zhì)超聲波換能器觸水即停的自控裝置。 本實(shí)用新型運(yùn)用可計(jì)量運(yùn)行距離的動(dòng)力裝置將水介質(zhì)超聲波換能器從固定起始點(diǎn)降至水面；水介質(zhì)超聲換能器的觸水的自感應(yīng)信號(hào)輸入到動(dòng)力裝置的動(dòng)力控制系統(tǒng)，使超聲波換能器入水即停，同時(shí)測(cè)量并輸出水面至水底淤積面的距離。隨即，系統(tǒng)計(jì)算單元將原已測(cè)定的總高程已知數(shù)據(jù)與動(dòng)力運(yùn)行距離和超聲波水位計(jì)測(cè)量距離進(jìn)行計(jì)算，便可同時(shí)得出某測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)的實(shí)際水位高程和渠底泥沙淤積的高程；動(dòng)力裝置使超聲波換能器沿水平方向位移并進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)量，形成水底高程曲線，據(jù)此，可真實(shí)計(jì)量反映出渠道過水?dāng)嗝婷娣e。 本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型能夠真實(shí)、有效地快速測(cè)定渠道過水?dāng)嗝?，能?dòng)態(tài)計(jì)量水位和淤泥雙項(xiàng)指標(biāo)，尤其適合多泥沙狀態(tài)下渠道過水?dāng)嗝娴目焖贉y(cè)量。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；[0016] 圖2是圖1中所述的導(dǎo)流裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖中1動(dòng)力裝置，2軌道，3軌道擱置座，4運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)，5水介質(zhì)超聲波換能器，6水面，7渠底，8實(shí)際渠底線，9導(dǎo)流裝置。
Hl :水介質(zhì)超聲換能器運(yùn)行高程；H2 :實(shí)際水位高度；H3 :淤泥沉積厚度；H :渠底
至相應(yīng)水平點(diǎn)總高程。H2 = H-H1-H3， H3 = H-H1-H2。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備橫跨在渠道上，所述設(shè)備包括水介質(zhì)超聲波換能器5、動(dòng)力裝置1、橫跨所述渠道的軌道2。其中，軌道2放置在渠道兩側(cè)堤岸上軌道擱置座3上，為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，所述軌道擱置座3與渠等高。具體實(shí)施時(shí)，軌道擱置座3可采用水泥墩，軌道2可制做成尺度可伸縮的軌道。[0020] 動(dòng)力裝置1內(nèi)部設(shè)置有水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)，可使得動(dòng)力裝置1可相對(duì)所述軌道2做水平及垂直運(yùn)動(dòng)。水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)用于控制計(jì)量行程，它包括水平位移系統(tǒng)及垂直升降動(dòng)力系統(tǒng)。為了達(dá)到測(cè)量的真實(shí)有效性，動(dòng)力裝置l中的水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)還包括控制水介質(zhì)超聲波換能器5觸水即停的自控裝置。 動(dòng)力裝置1上吊裝有重質(zhì)量的導(dǎo)流裝置9。水介質(zhì)超聲波換能器5裝配在導(dǎo)流裝置9中(參見圖2)。作為優(yōu)選本例中導(dǎo)流裝置9采用鉛魚。其中，導(dǎo)流裝置9由動(dòng)力裝置l牽引。 本實(shí)用新型的工作過程如圖l所示，動(dòng)力裝置1中的水平位移系統(tǒng)在軌道2上按水文測(cè)量規(guī)范到一定位置，動(dòng)力裝置1中的垂直升降動(dòng)力系統(tǒng)指令配有水介質(zhì)超聲波換能器5的導(dǎo)流裝置9由運(yùn)行起始點(diǎn)4向水面6運(yùn)行；同時(shí)，本實(shí)用新型所述設(shè)備計(jì)量出運(yùn)行距離Hl ;水介質(zhì)超聲波換能器5 —入水面6便停止運(yùn)行；導(dǎo)流裝置9可以在渠道流水狀態(tài)下保持平衡；同時(shí)，設(shè)備開始向渠底7發(fā)射聲波測(cè)量出H2 ;隨即，設(shè)備中的計(jì)算單元將原已測(cè)定的總高程H與動(dòng)力運(yùn)行距離HI和超聲波水位計(jì)測(cè)量距離H2進(jìn)行計(jì)算，便可同時(shí)得出某測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)的實(shí)際水位高程H2和渠底泥沙淤積的高程H3 ;并將測(cè)量的水位H2和淤泥H3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和輸出。 該點(diǎn)測(cè)量完成后，在動(dòng)力裝置1中的垂直升降動(dòng)力系統(tǒng)指令下，配有水介質(zhì)超聲波換能器5的導(dǎo)流裝置9回到運(yùn)行起始點(diǎn)4 ;跟據(jù)水文測(cè)量規(guī)范和實(shí)際計(jì)量工作的需要，動(dòng)力裝置1中的水平位移系統(tǒng)移至下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以此類推，形成實(shí)際渠底線8和水位高程線6，根據(jù)巳知的渠道坡，所述設(shè)備快速測(cè)定出渠道過水面積。 因此本實(shí)用新型是一種快速測(cè)定多泥沙狀態(tài)下渠道過水?dāng)嗝娴挠?jì)量設(shè)備，該設(shè)備運(yùn)用水介質(zhì)超聲波技術(shù)和數(shù)字自動(dòng)控制技術(shù)及數(shù)字行程計(jì)量系統(tǒng)相結(jié)合，由CPU自動(dòng)控制處理，能夠同時(shí)測(cè)量出渠道在高泥沙淤積狀態(tài)下的實(shí)際水位高程、泥沙淤積高程的雙動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)指標(biāo)，快速測(cè)定并保證了渠道過水面積的準(zhǔn)確性，并將測(cè)量的實(shí)際水位、淤泥高程和過水面積等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并通訊輸出。 以上所述的實(shí)施例，只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備，橫跨在渠道上，其特征在于包括水介質(zhì)超聲波換能器、動(dòng)力裝置、橫跨所述渠道的軌道，其中，軌道放置在所述渠道兩側(cè)堤岸上軌道擱置座上，所述動(dòng)力裝置內(nèi)部設(shè)置有水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)，所述水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)可使得所述動(dòng)力裝置可相對(duì)所述軌道做水平及垂直運(yùn)動(dòng)，所述水介質(zhì)超聲波換能器裝配在導(dǎo)流裝置中，所述導(dǎo)流裝置由所述動(dòng)力裝置牽引。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備，其特征在于所述軌道擱置座 與所述渠頂?shù)雀摺?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)流裝置為 鉛魚。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備，其特征在于 所述動(dòng)力裝置中的水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)還包括控制水介質(zhì)超聲波換能器觸水即停的自 控裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種渠道過水?dāng)嗝婵焖贉y(cè)定設(shè)備，橫跨在渠道上，包括水介質(zhì)超聲波換能器、動(dòng)力裝置、橫跨所述渠道的軌道，其中，軌道放置在所述渠道兩側(cè)堤岸上軌道擱置座上，所述動(dòng)力裝置內(nèi)部設(shè)置有水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)，所述水介質(zhì)超聲波測(cè)量系統(tǒng)可使得所述動(dòng)力裝置可相對(duì)所述軌道做水平及垂直運(yùn)動(dòng)，所述水介質(zhì)超聲波換能器裝配在導(dǎo)流裝置中，所述導(dǎo)流裝置由所述動(dòng)力裝置牽引。本實(shí)用新型能夠真實(shí)、有效地快速測(cè)定渠道過水?dāng)嗝?，能?dòng)態(tài)計(jì)量水位和淤泥雙項(xiàng)指標(biāo)，尤其適合多泥沙狀態(tài)下渠道過水?dāng)嗝娴目焖贉y(cè)量。
文檔編號(hào)G01C5/00GK201488718SQ200920172848
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者張國(guó)華, 張新潮, 謝崇寶, 高虹, 黃斌 申請(qǐng)人:中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心;北京中灌綠源國(guó)際咨詢有限公司;武漢先達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)有限公司