[发明专利]浮子式斜管(井)水位观测平台

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种无源、斜置状态下水位观测平台水位传感新结构装置，叫浮子式斜管(井)水位观测平台，简称郑氏水位观测平台，突出特点是解决了在小斜度和大水位变幅情况下水位感应精度不高的问题。

背景技术

在技术应用领域，目前我国水位观测设备主要有水尺、浮子式水位计、压力传感器式水位计、气泡式水位计、超声波水位计、激光水位计等多种形式。其中，水尺是最古老的和最基本的水位测验器具，用作人工观测。但其不足之处也十分明显，如无法记录水位变化全过程，无法实现水位测验自动化，水位受外界影响大时易产生人为因素的误差，易损坏等。直立测井浮子式水位计是应用最多、结构较简单、最可靠、测验精度最高的水位测验设备，主要是以建造直立岛岸式测井水位台为前提才能安装和使用。这种水位台优点突出，但也有一定的缺点，如在水位变幅大的河道中，建造一级直立岛岸式测井，基础要求较高，投资大，有些地方建井困难或无法兴建；建成的水位测井独立于河中，引桥长，工作不方便，受外界影响大，对外界影响也大，起阻流作用等。其它形式的水位测验设施多属有源设备。由于需要电源供电，使用电子元器件，易老化，故障多，造价高，且都不是很完善，存在着许多不足，故应用领域窄，不易推广和普及。

目前，公知的无源斜管水位台是双斜管水位观测平台，它是最新定型的水位观测平台装置(中华人民共和国水利行业标准SL384-2007《水位观测平台技术标准》)。它是由双斜管、球型浮子及平衡锤、水位感应索、导向轮、水位计安装平台组成。其在一定的范围内有较好的应用前景，但存在一些不足。它的球型浮子是水位感应部件，同时又是运动部件，水位上涨使球型浮子产生浮力推动球型浮子沿着斜管底部向上滚动；水位下降使球型浮子减小浮力并在其重力作用下克服平衡锤拉力后推动球型浮子沿着斜管底部向下滚动。此时，对水位感应影响最大的主要是球型浮子与斜管底部的摩阻和水的附着力。摩阻的大小与球型浮子和斜管底部接触面积成正比；水的附着力的大小与球体和斜管底部接触面积、球体和水接触面积成正比。为使摩阻和水的附着力小，势必要求球型浮子直径尽可能小一些。但球型浮子小了，浮力必然就小，这样会限制其在大水位变幅下的应用。为解决此问题，又希望球型浮子直径尽可能大。然球型浮子直径大了以后摩阻增大，水体的附着力也不能忽略。要使球型浮子悬浮于斜管下壁的水中，摩阻和水的附着力问题就会变得很突出，使水位感应灵敏度降低，限制了其在小斜度条件下的应用。另一个问题是球型浮子的横向转动的不可预测性，会使摩阻不稳定，也即使水位感应灵敏度变得不稳定，影响了水位测验的精度。因此，双斜管水位观测平台使用范围是很有限的。本发明浮子式斜管(井)水位观测平台——郑氏水位观测平台克服了现有无源斜管(井)水位台应用范围较窄的问题，应用领域广阔。

本发明构思巧妙，结构独特、新颖；使自然浮力在技术领域应用发挥至极。其水位观测效果与直立岛岸式测井水位台基本一致，而且具有维护便捷，可修复的特点，这是直立岛岸式测井水位台不能比拟的。某些特定环境条件下，完全可以替代直立岛岸式测井水位台。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在斜管(井)内的下部或底部铺设一条刚性走轨，专供连接浮子下的运动组件运行。这样，浮子本身不存在滚动或转动，其独立悬浮于水中。浮子下的运动组件在刚性走轨上下运行的阻力恒定，不随浮子大小和形状的变化而发生改变，从而保证了水位感应的精确、稳定和可靠。

本发明的有益效果是，可以在很小的斜度和很大的水位变幅条件下，水位感应灵敏度基本稳定。从而使斜管(井)水位观测台不仅可以在宽浅、低斜度的河道、水库、湖泊的水位测验中应用，也可以在水位变幅巨大、斜度很大的窄深的大江、大河、水库、湖泊、地下或海洋等环境下的水位测验中应用。结构简单，实用。

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、图5是本发明郑氏水位观测平台的构造原理图。

1斜管(井)：直径大的管(井)为斜管(井)，又叫水位测验管(井)。斜管(井)身分上下层结构，材料可以是钢筋混凝土构造，也可以用薄钢板预制，也可是二者的组合。下层为钢筋混凝土一体浇筑成型时，预埋螺栓，底部镶釉面砖或釉面瓦。用薄钢板制作时应使内壁尽可能光滑。上层为活动的预制件，钢筋混凝土结构或薄钢板制造均可。上下层之间用螺栓连接。上层预制件之间接口处有上下结合部，不留缝隙。

斜管(井)内空直径视浮子的需要而定(参考直立水位井规范)。