一种用于水位监测的随动式抑制瞬态波动补偿装置的制作方法

1.本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种用于水位监测的随动式抑制瞬态波动补偿装置。


背景技术：

2.在水位测量中，由于水面受风力影响会产生波浪，不管是使用浮子水位计、雷达水位计还是其他类型的水位计，水位测量值都不能真实反应当前水位的高程。
3.例如公开号为cn208751660u的专利公开了一种液位测量装置，包括固定件、筒体和探测波测量器。固定件包括高出污水液面的第一部和与第一部连接并延伸浸入污水中的第二部；筒体悬浮在第二部之间的污水中，筒体的侧壁能够承载污水的波动所带来的冲击力；探测波测量器设置在第一部的朝向污水水面的一侧，且用于探测筒体中的污水的液面高度。该液位测量装置可以有效的阻隔泡沫，还能抗拒一定的浪涌，保证液位测量的稳定性。
4.然而该装置仅通过筒体侧壁承载污水波动带来的冲击力，对浪涌的抑制能力较低，测量结果的精确度有待提高。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于水位监测的随动式抑制瞬态波动补偿装置，以解决水位测量中浪涌影响测量结果的问题。
6.本发明提供了如下的技术方案：
7.一种用于水位监测的随动式抑制瞬态波动补偿装置，包括：
8.防风井，安装于水体中，所述防风井连通井外水体和井内水体，所述防风井上安装液位测量仪器；
9.壳体，固定于所述防风井内，所述壳体为密封结构；
10.储水机构，安装于所述壳体内，所述储水机构贯穿所述壳体和所述防风井，且连通井外水体和井内水体；所述储水机构包括储水囊，所述储水囊在自由状态下为收缩的弹性囊体，浪涌的水体因水压变化而压入所述储水囊内，使储水囊膨胀。
11.优选的，所述储水机构还包括依次连接的进水管、缓冲管和出水管；所述进水管的头端伸出所述壳体和所述防风井之外，所述进水管的尾端套紧所述储水囊，所述缓冲管呈螺旋状盘绕，所述出水管伸出所述壳体外、且连通井内水体。
12.优选的，所述储水囊包括囊腹和囊腰，所述囊腹在自由状态下为折叠的风琴褶状，所述囊腰连通相邻的两个囊腹，所述囊腰相对于所述囊腹内缩，位于最前侧的囊腹设有套口，所述套口套紧于所述进水管上。
13.进一步的，所述防风井的外侧安装浪涌抑制机构，用于抑制井外水体的浪涌以及将水体压入所述储水机构内；所述浪涌抑制机构包括压板、第一连杆、第二连杆、传动杆和传动轴；所述压板浮于水面上，所述压板的左端设有腰型孔，所述腰型孔内枢接所述第一连
杆，所述第一连杆的另一端固接于所述传动轴上；所述压板的右端铰接所述第二连杆，所述第二连杆的另一端铰接所述传动杆，所述传动杆的另一端也固接于所述传动轴上；所述第一连杆与所述第二连杆交叉设置；当井外水体上下波动时，所述压板摆动且压下上涌的水面而抑制波动。
14.优选的，所述防风井上设有竖直的第一导向孔；所述传动轴的根部安装于所述第一导向孔内，且沿所述第一导向孔上下浮动。
15.优选的，所述压板的中部安装转轴，所述转轴平行于所述传动轴，所述压板以所述转轴为支点摆动；所述防风井上设有竖直的第二导向孔，所述转轴的根部安装于所述第二导向孔内，且沿着所述第二导向孔上下浮动。
16.优选的，所述第一连杆、第二连杆和传动杆组成一组传动组件，所述压板的前后两侧分别安装至少一组所述传动组件。
17.优选的，所述压板的前端设有锥形的导流部，用于减小风阻。
18.本发明的有益效果是：
19.本发明在防风井内安装壳体，壳体内安装储水结构，储水结构连通井外水体和井内水体，并且该储水结构包括可伸缩的储水囊，当有浪涌时，水流涌入储水囊内，储水囊因水压的突变而膨胀储水，消除一部分浪涌冲击；当水浪消退而使水面处于低谷时，储水囊的形状记忆功能将其储存的水挤出，排至所测水面，从而减小浪涌对井内水面波动的影响。储水囊因吸收水流而降低了水面波动的幅值。
20.储水机构还包括呈螺旋状盘绕的缓冲管，当水面持续上升时，水流经过缓冲管盘旋而流入防风井内，使井外水体的波动滞后传递至井内水体，井外水体的高频波动转变为井内水体的低频波动，进一步改善了井内水体的水位高度波动问题。
21.本装置在防风井外侧浮动式安装浪涌抑制机构，用于抑制井外水体的浪涌以及将水体压入储水机构内；浪涌抑制机构包括压板、第一连杆、第二连杆、传动杆和传动轴；压板浮于水面上，压板的左右两端铰接第一连杆和第二连杆，第一连杆与第二连杆交叉设置；第一连杆的另一端固接于传动轴上，第二连杆的另一端铰接传动杆，传动杆的另一端也固接于传动轴上。当井外水体上下波动时，通过第一连杆、第二连杆、传动杆和传动轴使压板摆动，压板摆动的方向与水面波动的方向相反，因此压板压下上涌的水面而抑制波动，并且加大了井外靠近进水管处的水压，更有效地将水压入进水管和储水囊中，增加了储水囊的储水量，即进一步降低了水面波动的幅值。
附图说明
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
23.图1是本发明的实施例1结构示意图；
24.图2是本发明的储水机构的内部结构示意图；
25.图3是本发明的实施例2结构示意图；
26.图4是图3的左视结构示意图；
27.图5是波峰到达压板的左侧前的浪涌抑制机构结构示意图；
28.图6是压板的左侧被波峰顶起时的结构示意图；
29.图7是压板的左侧压下水面时的结构示意图；
30.图8是波峰到达压板的右侧前的浪涌抑制机构结构示意图；
31.图9是压板的右侧被波峰顶起时的示意图；
32.图10是压板的右侧压下水面时的示意图。
33.图中标记为：1.防风井；2.壳体；3.井外水体；4.井内水体；5.液位测量仪器；6.储水囊；7.进水管；8.缓冲管；9.出水管；10.囊腹；11.囊腰；12.套口；13.压板；14.第一连杆；15.第二连杆；16.传动杆；17.传动轴；18.条型槽；19.第一导向孔；20.转轴；21.第二导向孔；22.导流部；23.腰型孔。
具体实施方式
34.实施例1
35.如图1和图2所示，一种用于水位监测的随动式抑制瞬态波动补偿装置，包括：防风井1、壳体2和储水机构。
36.防风井1安装于水体中，防风井1连通井外水体3和井内水体4，防风井1上安装液位测量仪器5，例如雷达水位计等其他可测量水位的仪器，液位测量仪器5的探头朝下。
37.壳体2固定安装于防风井1内，壳体2为密封结构，壳体2内部设有空腔。壳体2为防锈材质。
38.储水机构安装于壳体2内，储水机构贯穿壳体2和防风井1，且连通井外水体3和井内水体4。具体地，储水机构包括储水囊6和依次连接的进水管7、缓冲管8和出水管9，进水管7为三通管，进水管7的头端伸出壳体2和防风井1之外，进水管7的尾端套紧储水囊6；缓冲管8安装于进水管7的第三个接口上，缓冲管8呈螺旋状盘绕，出水管9伸出壳体2外、且连通井内水体。
39.储水囊6在自由状态下为收缩的弹性囊体，浪涌的水体因水压变化而压入储水囊6内，使储水囊6膨胀，储存一部分水。
40.具体地，储水囊6包括囊腹10和囊腰11，囊腹10在自由状态下为折叠的风琴褶状，囊腰11连通相邻的两个囊腹10，囊腰11相对于囊腹10内缩，位于最前侧的囊腹10设有套口12，套口12套紧于进水管7上。囊腹10的数量可以为多个，本实施例中选取两个。
41.当井外有浪涌时，水流涌入储水囊6内，储水囊6因水压的突变而膨胀储水，消除了一部分浪涌冲击；当水浪消退而使水面处于低谷时，储水囊6的形状记忆功能将其储存的水挤出，排至所测水面，从而减小浪涌对井内水面波动的影响。储水囊6因吸收水流、以及挤出储水，降低了水面波动的幅值。
42.进水管7上连接螺旋状盘绕的缓冲管8，当水面持续上升时，水流经过缓冲管8盘旋而流入防风井1内，使井外水体3的波动滞后传递至井内水体4，井外水体3的高频波动转变为井内水体4的低频波动，进一步改善了井内水体4的水位高度波动问题。
43.本实施例同时在水面波动的幅值和频率两方面降低了浪涌对水面高度测量的影响，提高了测量结果的准确性，并且结构简单，没有增加复杂的电气控制设备，安装简易，适合于水下使用。
44.实施例2
45.如图3至图10所示，本实施例在实施例1的基础上设置浪涌抑制机构，用于抑制井
外水体的浪涌以及将水体压入储水机构内，浪涌抑制机构浮动式地安装于防风井1的外侧，以适应不同的水面高度。
46.如图3和图4所示，浪涌抑制机构安装于进水管7的上方，并且靠近进水管7。浪涌抑制机构包括压板13、第一连杆14、第二连杆15、传动杆16和传动轴17。压板13浮于水面上，压板13的左端设有水平的腰型孔23，腰型孔23内枢接第一连杆14，第一连杆14的另一端焊接于传动轴17上，传动轴17位于压板13的上方；压板13的右端铰接第二连杆15，第二连杆15的另一端铰接传动杆16，传动杆16的另一端也焊接于传动轴17上。第一连杆14与第二连杆15交叉设置，并且优选为二者之间不接触。
47.压板13的表面开有多个条型槽18，第一连杆14和第二连杆15的端部分别插入相应的条型槽18内，并且条型槽18的尺寸足够长，为第一连杆14和第二连杆15提供转动的空间。
48.如图5至图7所示，当井外水体3的波峰到达压板13的左侧时，压板13的左侧向上摆动，第一连杆14沿着腰型孔23向左上方移动，压板13的右侧向下摆动，第二连杆15拉动传动杆16向右下方移动，使传动轴17逆时针旋转一个角度，传动轴17带动第一连杆14向右下方旋转一个角度，压下压板13的左侧，从而压住上涌的水面，抑制波动。同时利用浪涌的冲击力使压板13对浪涌施加反向压力，进而将更多的水挤入储水囊6内。
49.如图8至图10所示，当井外水体3的波峰到达压板13的右侧时，压板13的右侧向上摆动，第二连杆15拉动传动杆16向上移动，使传动轴17顺时针旋转一个角度，传动轴17带动第一连杆14向左上方旋转，第一连杆14的另一端沿着腰型孔23移动，将压板13的左侧抬起，压板13的右侧自动向下压，从而在该压力以及浪涌抑制机构的自重的共同作用下，压住上涌的水面，抑制波动。
50.为了保证浪涌抑制机构稳定地上下浮动，不会受风向影响而左右漂移或者晃动倾倒，在防风井1上设有竖直的第一导向孔19，第一导向孔19为长条形，并且宽度与传动轴17的直径匹配；传动轴17的根部安装于第一导向孔内，且可以沿第一导向孔上下浮动。
51.压板13的中部安装转轴20，转轴20平行于传动轴17，压板13以转轴20为支点摆动；防风井1上设有竖直的第二导向孔21，第二导向孔21为长条形，并且宽度与转轴20的直径匹配；转轴20的根部安装于第二导向孔21内，且沿着第二导向孔21上下浮动。
52.如图3所示，第一连杆14、第二连杆15和传动杆16组成一组传动组件，压板13的前后两侧分别安装至少一组传动组件，使压板能基本保持水平状态。
53.压板13的前端设有锥形的导流部22，用于减小风阻。
54.本实施例的其他结构与实施例1相同。
55.本实施例的浪涌抑制机构与防风井1和储水结构配合，可以抑制井外水体的浪涌，使靠近防风井1处的水面保持相对平静，减少浪涌对井内水体造成的波动；并且该浪涌抑制机构还利用浪涌产生的波动，使压板13对浪涌施加反向压力，即增加了水压的瞬时压力值，将更多水流压入储水囊6内，储水囊6充分膨胀，扩大了储水囊6的储水量，降低了浪涌幅值，提高了液位测量仪器5对井内水面的测量精度。
56.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。