收线型往复探测式精密水位仪系统技术方案

本实用新型专利技术涉及收线型往复探测式精密水位仪系统，包括测深锤、钢丝绳、用来对钢丝绳进行收卷的收线轮、用来驱动收线轮进行正反转的步进电机、用来将钢丝绳的线位移转换成角位移的编码器，所述钢丝绳的首端与测深锤的上端固定连接，所述钢丝绳的尾端与收线轮连接；所述收线轮和编码器之间设置有导轮组件，所述编码器的一端设置有编码器导轮，所述钢丝绳绕经编码器导轮且编码器导轮与测深锤之间的那段钢丝绳构成下垂段，所述编码器导轮与测深锤之间还设置有用来限定下垂段呈竖直设置的限位轮组件。所述收线型往复探测式精密水位仪系统的测量精度高、稳定性好、没有温漂和时漂影响，实施效果好。施效果好。施效果好。

【技术实现步骤摘要】
收线型往复探测式精密水位仪系统


[0001]本技术涉及收线型往复探测式精密水位仪系统，属于水利量测技术与水利自动化


技术介绍

[0002]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。
[0003]因此，目前急需一种不仅可应用于水利模型试验中，也可应用于水利原型观测工程中的新型水位仪。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有技术存在的不足，提供了收线型往复探测式精密水位仪系统，具体技术方案如下：
[0005]收线型往复探测式精密水位仪系统，包括测深锤、钢丝绳、用来对钢丝绳进行收卷的收线轮、用来驱动收线轮进行正反转的步进电机、用来将钢丝绳的线位移转换成角位移的编码器，所述钢丝绳的首端与测深锤的上端固定连接，所述钢丝绳的尾端与收线轮连接；所述收线轮和编码器之间设置有导轮组件，所述编码器的一端设置有编码器导轮，所述钢丝绳绕经编码器导轮且编码器导轮与测深锤之间的那段钢丝绳构成下垂段，所述编码器导轮与测深锤之间还设置有用来限定下垂段呈竖直设置的限位轮组件。
[0006]作为上述技术方案的改进，所述编码器导轮的轮面设置有与钢丝绳相匹配的V形槽。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述限位轮组件由两个分别设置在钢丝绳两侧的限位轮构成。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述导轮组件包括第一导轮、第二导轮、第三导轮，所述第一导轮、第二导轮和第三导轮呈锐角三角形状排列，所述第三导轮设置在第二导轮和编码器导轮之间，所述第三导轮的高度低于编码器导轮，所述第二导轮的高度高于第三导轮的高度且第二导轮的高度低于编码器导轮，所述第一导轮设置在第二导轮和收线轮之间，所述第一导轮的高度低于第二导轮的高度且第一导轮的高度高于收线轮的高度。
[0009]作为上述技术方案的改进，还包括竖板和横板，所述竖板的下端与横板的一端固定连接且构成L型结构，所述收线轮的轮轴与竖板固定连接，所述第一导轮的轮轴与竖板固定连接，所述第二导轮的轮轴与竖板固定连接，所述第三导轮的轮轴与竖板固定连接，所述编码器的另一端与竖板固定连接，所述限位轮的轮轴与竖板固定连接；所述横板的一端设置有供钢丝绳上下活动的通孔，所述测深锤设置在横板的下方。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述横板的上方安装有用来感应测深锤的接近开关。
[0011]本技术的有益效果：
[0012]所述收线型往复探测式精密水位仪系统适用于测量水库、河流、湖泊、测压管及水利模型等的水位，是监测水位变化高灵敏度的监测设备；其测量精度高、稳定性好、没有温漂和时漂影响，实施效果好。通讯方式为RS485有线或无线方式，组网简单，可与计算机无线连接，实现水位在线实时自动化监测。
附图说明
[0013]图1为本技术所述收线型往复探测式精密水位仪系统的原理示意图。
具体实施方式
[0014]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0015]实施例1
[0016]如图1所示，所述收线型往复探测式精密水位仪系统，包括测深锤7、钢丝绳8、用来对钢丝绳8进行收卷的收线轮1、用来驱动收线轮1进行正反转的步进电机、用来将钢丝绳8的线位移转换成角位移的编码器5，所述钢丝绳8的首端与测深锤7的上端固定连接，所述钢丝绳8的尾端与收线轮1连接；所述收线轮1和编码器5之间设置有导轮组件，所述编码器5的一端设置有编码器导轮51，所述钢丝绳8绕经编码器导轮51且编码器导轮51与测深锤7之间的那段钢丝绳8构成下垂段，所述编码器导轮51与测深锤7之间还设置有用来限定下垂段呈竖直设置的限位轮组件。
[0017]所述收线型往复探测式精密水位仪系统通过测深锤和后续的驱动控制单元11，经收线轮1对其中的钢丝绳8进行收线和放线控制，再通过编码器5和后续的计数显示单元12对收线和放线的钢丝绳8长度进行计量并显示，从而即可对待测水体的水位进行测量，达到精度与量程无关性的要求。
[0018]所述收线型往复探测式精密水位仪系统通过收线轮1与编码器5的联合工作方式，实现了水位的大量程与高精度的测量，达到精度与量程无关性的要求，实现了模型与原型共用的目的。
[0019]所述编码器5为常规厂家生产的编码器即可，例如：东莞市索想电子有限公司的EC系列编码器，并且配套有数显器(对应后续的计数显示单元12)。编码器的功能是把角位移量转换成电信号输出，编码器线数为1000P/R，编码器配与编码器导轮的直径，可使水位仪分辨率达到0.1mm。编码器5与编码器导轮51的功能是将钢丝绳8的线位移转换成角位移，改变编码器导轮51的直径即可改变系统的分辨率。
[0020]进一步地，所述编码器导轮51的轮面设置有与钢丝绳8相匹配的V形槽。相对于普通凹槽来说，V形槽的设置，使得编码器导轮51的轮面与钢丝绳8之间不易发生打滑。
[0021]收线轮1由步进电机驱动，其功能是收、放钢丝绳8，后续驱动控制单元11中的控制电路将直流电变成分时供电，用多相时序控制电流来驱动步进电机以固定的角位移转动，保证整个系统的分辨率达到0.1mm。
[0022]钢丝绳8的功能是连接步进电机和测深锤7，通过控制步进电机使测深锤7上、下直线运动。钢丝绳8为Φ0.6mm多股不锈钢钢丝绳，材料为1Cr18Ni9Ti，具有良好的抗腐性能。
[0023]进一步地，所述限位轮组件由两个分别设置在钢丝绳8两侧的限位轮6构成。限位轮组件的设置，使得下垂段能够保证竖直，从而最大限度降低测量误差。
[0024]进一步地，所述导轮组件包括第一导轮2、第二导轮3、第三导轮4，所述第一导轮2、第二导轮3和第三导轮4呈锐角三角形状排列，所述第三导轮4设置在第二导轮3和编码器导轮51之间，所述第三导轮4的高度低于编码器导轮51，所述第二导轮3的高度高于第三导轮4的高度且第二导轮3的高度低于编码器导轮51，所述第一导轮2设置在第二导轮3和收线轮1之间，所述第一导轮2的高度低于第二导轮3的高度且第一导轮2的高度高于收线轮1的高度。
[0025]所述导轮组件中第一导轮2、第二导轮3、第三导轮4呈锐角三角形状排列，如此设计使得收线轮1和编码器5之间的那段钢丝绳8能够绷紧并准确与编码器导轮51相互配合。如果排列呈钝角三角形，则排列不够紧凑，同时，还不易收紧。
[0026]进一步地，所述横板101的上方安装有用来感应测深锤7的接近开关9。
[0027]所述收线型往复探测式精密水位仪系统的测量方法，包括如下步骤：
[0028]当进行水位采集作业时，驱动控制单元11向步进电机发出脉冲信号，步进电机启动顺时针旋转，步进电机带动收线轮1旋转，所述收线轮1通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.收线型往复探测式精密水位仪系统，其特征在于：包括测深锤(7)、钢丝绳(8)、用来对钢丝绳(8)进行收卷的收线轮(1)、用来驱动收线轮(1)进行正反转的步进电机、用来将钢丝绳(8)的线位移转换成角位移的编码器(5)，所述钢丝绳(8)的首端与测深锤(7)的上端固定连接，所述钢丝绳(8)的尾端与收线轮(1)连接；所述收线轮(1)和编码器(5)之间设置有导轮组件，所述编码器(5)的一端设置有编码器导轮(51)，所述钢丝绳(8)绕经编码器导轮(51)且编码器导轮(51)与测深锤(7)之间的那段钢丝绳(8)构成下垂段，所述编码器导轮(51)与测深锤(7)之间还设置有用来限定下垂段呈竖直设置的限位轮组件；所述导轮组件包括第一导轮(2)、第二导轮(3)、第三导轮(4)，所述第一导轮(2)、第二导轮(3)和第三导轮(4)呈锐角三角形状排列，所述第三导轮(4)设置在第二导轮(3)和编码器导轮(51)之间，所述第三导轮(4)的高度低于编码器导轮(51)，所述第二导轮(3)的高度高于第三导轮(4)的高度且第二导轮(3)的高度低于编码器导轮(51)，所述第一导轮(2)设置在第二导轮(3)和收线轮(1)之间，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：武锋，
申请(专利权)人：安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院安徽省水利工程质量检测中心站，
类型：新型
国别省市：