水位自动监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种水位自动监测系统及其监测方法，包括：支架，该支架的顶部形成有水平的操作面；位置可调地安装于操作面的滑块，该滑块的顶部固定有位移检测仪；位于操作面的一端且漂浮于水面的浮球；以及位于操作面远离浮球的一端且位于操作面和水面之间的平衡块；通过浮球随水面上升或下降，以使得平衡块带动滑块向远离或靠近浮球的方向移动，进而位移检测仪检测滑块的位移变化量，从而根据位移变化量能够计算得出水面的实时标高。本发明专利技术有效的解决了传统水位监测方式费钱费力的问题，通过水位自动监测系统自动监测水位，减少人力投入，且整个系统结构简单，制造成本和使用成本低廉，经济效益好。

【技术实现步骤摘要】
水位自动监测系统及其监测方法
本专利技术涉及自动化监测领域，特指一种水位自动监测系统及其监测方法。
技术介绍
在涉海桥梁施工时，为保证施工顺利进行，需要对海水的潮汐水位进行监测，目前的水位监测方法，通常是通过设置水尺或投放验潮仪的方式进行水位监测，若采用水尺测量的方式，则需要人工进行水位读取，人力投入较大，若采用投放验潮仪的方式，则需要较高的成本，且验潮仪容易因为水下泥沙淤积而丢失数据，严重者丢失仪器，从而影响监测成果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种水位自动监测系统及其监测方法，解决了传统水位监测方式费钱费力的问题，通过水位自动监测系统自动监测水位，减少人力投入，且整个系统结构简单，制造成本和使用成本低廉，经济效益好。实现上述目的的技术方案是：本专利技术提供了一种水位自动监测系统，包括：竖直固定于水底且部分露出水面的支架，该支架的顶部形成有水平的操作面；位置可调地安装于操作面的滑块，该滑块的顶部固定有位移检测仪，以检测滑块的位移变化量；位于操作面的一端且漂浮于水面的浮球，该浮球通过第一绳索与滑块对应的侧部固定连接；以及位于操作面远离浮球的一端且位于操作面和水面之间的平衡块，该平衡块通过第二绳索与滑块对应的侧部固定连接；通过浮球随水面上升或下降，以带动滑块向远离或靠近浮球的方向移动，进而位移检测仪检测滑块的位移变化量，从而根据位移变化量能够计算得出水面的实时标高。本专利技术提供了一种水位自动监测系统，通过利用杠杆远离使得浮球漂浮于水面时，滑块和平衡块保持静止，且第一绳索和第二绳索绷直，当水面上升或下降时，浮球、滑块和平衡块为了保持平衡，平衡块带动滑块向远离或靠近浮球的位置移动，滑块的位移变化量即为水面的升降量，因此只需人工测量一次水位标高即可，之后均可通过该系统自动检测滑块的位移变化量得出实时水位标高，解决了传统水位监测方式费钱费力的问题，通过水位自动监测系统自动监测水位，减少人力投入，且整个系统结构简单，制造成本和使用成本低廉，经济效益好。本专利技术水位自动监测系统的进一步改进在于，还包括竖直固定于支架靠近浮球的位置且部分伸入水中的管体，该浮球和部分第一绳索位于管体内。本专利技术水位自动监测系统的进一步改进在于，该管体沿长度方向间隔开设有若干通孔。本专利技术水位自动监测系统的进一步改进在于，还包括沿第一绳索和第二绳索的延伸方向设置且开设于操作面的线槽，第一绳索和第二绳索置于线槽内，滑块位于线槽的顶部且置于操作面，从而滑块能够沿线槽移动。本专利技术水位自动监测系统的进一步改进在于，该平衡块的重力大于滑块与操作面之间的静摩擦力且小于浮球的重力。本专利技术提供了一种水位自动监测系统的监测方法，包括如下步骤：提供该自动监测系统，将支架的底部固定于水底，调整滑块的位置，以使得浮球漂浮于水面、第一绳索和第二绳索绷直且滑块和平衡块保持静止，并测量此时水面的初始标高；当水面上升或下降时，浮球随着水面上升或下降，以带动滑块向远离或靠近浮球的方向移动，进而位移检测仪检测滑块的位移变化量；根据初始标高和位移变化量计算得出水面的实时标高。本专利技术一种水位自动监测系统的监测方法的进一步改进在于，还包括竖直固定于支架靠近浮球的位置且部分伸入水中的管体；将浮球置于管体内。本专利技术一种水位自动监测系统的监测方法的进一步改进在于，还包括：间隔设定时间记录一次位移检测仪检测到的滑块的位移变化量，并计算出对应的实时标高。本专利技术一种水位自动监测系统的监测方法的进一步改进在于，滑块向靠近浮球的方向移动为负方向，滑块向远离浮球的方向移动为正方向，计算实时标高时，还包括：其中，HT为水面的实时标高，H0为水面的初始标高，Ln为第n次位移检测仪检测到的滑块的位移变化量，n为正整数。本专利技术一种水位自动监测系统的监测方法的进一步改进在于，该平衡块的重力大于滑块与操作面之间的静摩擦力且小于浮球的重力。附图说明图1为本专利技术水位自动监测系统的正视图。图2为本专利技术水位自动监测系统的俯视图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参阅图1，本专利技术提供了一种水位自动监测系统及其监测方法，通过利用杠杆远离使得浮球漂浮于水面时，滑块和平衡块保持静止，且第一绳索和第二绳索绷直，当水面上升或下降时，浮球、滑块和平衡块为了保持平衡，平衡块带动滑块向远离或靠近浮球的位置移动，滑块的位移变化量即为水面的升降量，因此只需人工测量一次水位标高即可，之后均可通过该系统自动检测滑块的位移变化量得出实时水位标高，解决了传统水位监测方式费钱费力的问题，通过水位自动监测系统自动监测水位，减少人力投入，且整个系统结构简单，制造成本和使用成本低廉，经济效益好。下面结合附图对本专利技术水位自动监测系统进行说明。参阅图1，图1为本专利技术水位自动监测系统的正视图。下面结合图1，对本专利技术水位自动监测系统进行说明。如图1所示，本专利技术的水位自动监测系统，包括：竖直固定于水底且部分露出水面的支架11，该支架11的顶部形成有水平的操作面111；位置可调地安装于操作面111的滑块12，该滑块12的顶部固定有位移检测仪121，以检测滑块12的位移变化量；位于操作面111的一端且漂浮于水面的浮球13，该浮球13通过第一绳索122与滑块12对应的侧部固定连接；以及位于操作面111远离浮球13的一端且位于操作面111和水面之间的平衡块14，该平衡块14通过第二绳索123与滑块12对应的侧部固定连接，即利用杠杆原理，通过滑块12的位置调节，使得平衡块14、滑块12和浮球13保持平衡；通过浮球13随水面上升或下降，以带动滑块12向远离或靠近浮球13的方向移动，进而位移检测仪121检测滑块12的位移变化量，从而根据位移变化量能够计算得出水面的实时标高，即当水面上升则对浮球13的浮力变大，第一绳索122的受力变小，滑块12与浮球13之间的距离需增大才能使得滑块12、浮球13和平衡块14保持平衡，因此平衡块14带动滑块12向远离浮球13的方向移动，当水面下降则对浮球13的浮力变小，第一绳索122的受力变大，滑块12与浮球13之间的距离需减小才能使得滑块12、浮球13和平衡块14保持平衡，因此浮球13带动滑块12向靠近浮球13的方向移动。具体的，该平衡块14的重力大于滑块12与操作面111之间的静摩擦力且小于浮球13的重力，以保证浮球13随水面上升时平衡块14能够拉动滑块12移动，浮球13的重力可以根据浮力公式计算得到，计算公式如下：G球＝ρgv球其中ρ＝1.025×103kg/m3，g＝10，若r球取0.1m，则G球＝42.91N，若静摩擦力为10N，则平衡块的重力可以为20N。较佳地，该位移检测仪121为GPS接收机，以利用GPS定位技术获取滑块12的位置，将相邻两次位置信息相减以得出滑块12的位移变化量。...

【技术保护点】
1.一种水位自动监测系统，其特征在于，包括：/n竖直固定于水底且部分露出水面的支架，所述支架的顶部形成有水平的操作面；/n位置可调地安装于所述操作面的滑块，所述滑块的顶部固定有位移检测仪，以检测所述滑块的位移变化量；/n位于所述操作面的一端且漂浮于水面的浮球，所述浮球通过第一绳索与所述滑块对应的侧部固定连接；以及/n位于所述操作面远离所述浮球的一端且位于所述操作面和水面之间的平衡块，所述平衡块通过第二绳索与所述滑块对应的侧部固定连接；/n通过所述浮球随水面上升或下降，以带动所述滑块向远离或靠近所述浮球的方向移动，进而所述位移检测仪检测所述滑块的位移变化量，从而根据所述位移变化量能够计算得出水面的实时标高。/n

【技术特征摘要】
1.一种水位自动监测系统，其特征在于，包括：
竖直固定于水底且部分露出水面的支架，所述支架的顶部形成有水平的操作面；
位置可调地安装于所述操作面的滑块，所述滑块的顶部固定有位移检测仪，以检测所述滑块的位移变化量；
位于所述操作面的一端且漂浮于水面的浮球，所述浮球通过第一绳索与所述滑块对应的侧部固定连接；以及
位于所述操作面远离所述浮球的一端且位于所述操作面和水面之间的平衡块，所述平衡块通过第二绳索与所述滑块对应的侧部固定连接；
通过所述浮球随水面上升或下降，以带动所述滑块向远离或靠近所述浮球的方向移动，进而所述位移检测仪检测所述滑块的位移变化量，从而根据所述位移变化量能够计算得出水面的实时标高。


2.如权利要求1所述的水位自动监测系统，其特征在于，还包括竖直固定于所述支架靠近所述浮球的位置且部分伸入水中的管体，所述浮球和部分所述第一绳索位于所述管体内。


3.如权利要求2所述的水位自动监测系统，其特征在于，所述管体沿长度方向间隔开设有若干通孔。


4.如权利要求1所述的水位自动监测系统，其特征在于，还包括沿所述第一绳索和所述第二绳索的延伸方向设置且开设于所述操作面的线槽，所述第一绳索和所述第二绳索置于所述线槽内，所述滑块位于所述线槽的顶部且置于所述操作面，从而所述滑块能够沿所述线槽移动。


5.如权利要求1所述的水位自动监测系统，其特征在于，所述平衡块的重力大于所述滑块与所述操作面之间的静摩擦力且小于所述浮球的重力。

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【专利技术属性】
技术研发人员：周光毅，邹斌，张佳杰，王芳，李贺，王威力，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31