专利名称：抽水蓄能电站水库水位测试器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专用于测试抽水蓄能电站水库水位的测试器，具体的说是一种抽水蓄能电站水库水位测试器。
背景技术：
目前，常用标尺、固定触点、超声波、压力传感器等方法测试水库的水位，由于该些方法有的是目测测试，有的是精度或量程上不能满足要求，所以在应用上受到限制。
实用新型内容针对现有普通水库水位测试方法的不足，本实用新型提出了一种抽水蓄能电站水库水位测试器，它能满足水库水位升降幅度大、水位变化速度快、测试精度高，且在坝坡斜面上测试水位的要求。本实用新型解决技术问题采用如下技术方案:一种抽水蓄能电站水库水位测试器，其特征在于:从水库面板坝上游坝坡面面板的坝脚至坝顶设置有一排支墩，该支墩上安装有一根与坝轴线垂直的测试管，测试管的顶端安置有通气口，测试管的底端管口敞开，水流从测试管的底部流进或流出，测试管内的水位与水库水位保持一致，在测试管内形成为与大气相通的测试腔，测试管内的水面上浮有一只浮子，随着水位的上升或下降，浮子能在测试管内浮动，该浮子的上部系有一根与水库水位传感装置相连的拉绳，在坝顶防浪墙的支架上安置有所述的水库水位传感装置，该水库水位传感装置底面的绳嘴正对着测试管顶端的管口，测试管管壁上在最高水位处安置有磁敏限位开关A，在死 水位处安置有磁敏限位开关B，在正常水位处安置有磁敏定位开关；所述测试管由等直径的圆测试管节连接而成，测试管底端管口上套有过滤网罩；所述的浮子外壳为圆球形状，浮子靠上游的外侧面上有一条沿对称铅垂线的导肋，浮子在与测试管中心线平行的对中线位置设置有拉绳系环，浮子内靠上游侧中间嵌有一根与测试管横截面平行的半圆弧形磁铁条，浮子内的底部有配重块，在所述的测试管内浮子的导肋抵着测试管内侧壁滑行。所述的水库水位传感装置的底座与座架呈“丄”形状，底座顶面上并排固定有绕绳式水位传感器与电动葫芦，底座的底面上安置有所述的绳嘴，座架上安置有滑轮微动开关、压绳轮、排绳器，在穿过座架通孔的绕绳式水位传感器的主轴上固定有绕绳盘，绳嘴、滑轮微动开关滑轮凹面、绕绳盘盘周面、排绳器、绳鼓鼓面的中心均位于同一铅垂面上，与所述的浮子连接的拉绳从绳嘴与底座通孔进入罩壳内，经滑轮微动开关的滑轮，缠绕绕绳盘两周，再穿过排绳器后，盘绕于电动葫芦的绳鼓，且有一只压绳轮弹性抵压在绕绳盘的拉绳上，随着电动葫芦绳鼓的顺时针或逆时针转动，拉绳拉着浮子提升或降落，同时带动绕绳盘转动，所述的滑轮微动开关的滑轮垂直紧抵在所述的拉绳上，由拉绳的松紧触发该滑轮微动开关，所述的绕绳盘为圆盘形状，盘周面的两侧有挡绳板。所述的绕绳式水位传感器的机壳为门洞形状，机壳侧面中心有外伸的主轴，机壳内所述的主轴活动置于机架相对的壁上，主轴上有主动齿轮，齿轮组由数个从动齿轮分别由大至小相互啮合，切换轮为最小从动齿轮，磁敏元件A与磁敏元件B间隔△距离分别安置于切换轮轮周面一侧的电路板上，并与切换轮轮周面有δ的间隙，所述的切换轮轮周面上镶嵌有一个圆磁铁圈，切换轮轮周侧面为该磁铁圈的S、N磁极面，当拉绳带动绕绳盘转动时，经主轴、齿轮组传动，切换轮上的磁铁圈切换着磁敏元件A与磁敏元件B上的磁力线，磁敏兀件A与磁敏兀件B输出水库水位的传感信号。本实用新型抽水蓄能电站水库水位测试器的工作原理:通过安装在面板堆石坝上游坝坡面面板上的测试管，利用测试管管内的浮子，由拉绳将浮子的位置变化传递给水库水位传感装置，进行抽水蓄能电站水库水位的测试。由于测试管内与大气相通，水库与测试管内的水位始终齐平，所以测试管内的水位可以代表水库的水位。当水库水位到达死水位、正常蓄水位、最高水位时，浮子内的磁铁条磁力的作用下，分别由磁敏限位开关B、磁敏定位开关、磁敏限位开关A输出相应水位的控制信号。水库水位传感装置的工作原理:测试管内系在浮子的拉绳，从水库水位传感装置的绳嘴进入，经滑轮微动开关的滑轮，缠绕绕绳盘两周，再穿过排丝器后，盘绕于电动葫芦的绳鼓。当水库水位上升或下降时，测试管内的浮子也随之上升或下降，系在浮子上的拉绳，随水位下降，浮子失去浮力，使拉绳的拉力变大，拉绳则紧绷；随水位上升，浮子得到浮力，使拉绳拉力变小，拉绳则松弛。现把滑轮微动开关的滑轮垂直紧抵在拉绳上，拉绳拉力的大小将触发滑轮微动开关。该滑轮微动开关的滑轮架架身活动安置于开关座内，能一维方向来回微量移动，相当于单刀双闸开关。当浮子在测试管内的水面静止不动时，有浮力的作用，浮子的重量为G，系在浮子上拉绳的拉力为N，即N=G，滑轮微动开关滑的滑轮架停留在开关座的中间，开关呈状态1，电动葫芦的绳鼓停止转动；当水位下降时，浮子失去浮力，系在浮子上拉绳的拉力加大为G+F，紧绷的拉绳把滑轮架架身压入开关座内的底部，开关呈状态2的开启，让电动葫芦的绳鼓顺时针转动来放松拉绳，待浮子抵达水面后，浮子恢复浮力，系在浮子上拉绳的拉力为N，轮架架身弹回开关座的中间，开关恢复状态I ;当水位上升时，浮子上浮，系在浮子上拉绳的拉力减小为N-F，松弛的拉绳让滑轮架架身弹至开关座内的上部，开关呈状态3的开启，电动葫芦的绳鼓随之逆时针转动来收紧拉绳，系在浮子上拉绳的拉力达到N时，滑轮架架·身弹回开关座的中间，开关恢复状态I。这样，不论水位升降，浮子自动停留在测试管内的水面。只有滑轮微动开关处于开关呈状态I时，滑轮微动开关向水库水位测试仪发出绕绳式水位传感器水位读数的信号。又有设计设定直径的绕绳盘固定于绕绳式水位传感器的主轴，拉绳在绕线盘上绕紧两圈，并由压绳轮弹性抵压在绕绳盘的拉绳上，不让拉绳行走时松开或打滑于绕绳盘，使拉绳同步带动绕绳式水位传感器的主轴转动，由绕绳式水位传感器输出拉绳的行走距离与方向，从而获得水库水位传感信号。绕绳式水位传感器的工作原理:绕绳盘带动绕绳式水位传感器的主轴转动，再由主轴传动齿轮组，将齿轮组最小从动轮的切换轮加速转动。绕绳盘转动一圈，切换轮将转动上万次，这样来提高了测试分辨率。以切换轮上的磁铁圈切换磁敏元件A、磁敏元件B的磁力线的次数，来获得水库水位高度的传感信号，以该磁铁圈的磁力线切换磁敏元件A、磁敏元件B的先后次序，来获得水库水位升降方向的传感信号。水位高度、升降方向的传感信号，经水库水位测试仪的识别、处理、计数、储存，显示出抽水蓄能电站水库的水位。与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在:本实用新型提出的一种抽水蓄能电站水库水位测试器，它能满足抽水蓄能电站水库水位升降幅度大、水位变化速度快、测试精度高，以及在坝坡斜面上测试水位的要求，具有全天候、大量程、高精度、快速、体积小、工作可靠、安装方便的特点，是一种能实时输出抽水蓄能电站水库水位的仪器。
图1为本实用新型的抽水蓄能电站水库水位测试器工作正视图。图2为本实用新型的抽水蓄能电站水库水位测试器工作侧剖视图。图3为本实用新型的浮子结构与工作正剖视示意图。图4为本实用新型的浮子结构与工作侧剖视示意图。图5为本实用新型的水库水位测试装置正剖视结构示意图。图6为本实用新型的水库水位测试装置俯剖视结构示意图。图7为本实用新型的水库水位测试装置侧剖视结构示意图。图8为本实用新型的绕绳式水位传感器正剖视结构示意图。图9为本实用新型的绕绳式水位传感器侧剖视结构示意图。图10为本实用新型的绕绳式水位传感器俯剖视结构示意图。图中标号:I面板现、2面板、3 U止板、4现基、5防浪墙、6最闻水位、7正常水位、8死水位、9支墩、10支架、11测试管、12过滤网罩、13通气口、14磁敏限位开关A、15磁敏限位开关B、16磁敏定位开关、17拉绳、18浮子、19导肋、20磁铁条、21系环、22配重块；31水库水位传感装置、32底座、33座架、34绳嘴、35滑轮微动开关、36绕绳盘、37压绳轮、38排绳器、39绳鼓、40电机、41罩壳；51绕绳式水位传感器、52主轴、53切换轮、54磁铁圈、55磁敏元件A、56磁敏元件B、57底板、58机架、59机壳。
具体实施方式
参见图1、图2、图3和图4，为本实用新型的一种抽水蓄能电站水库水位测试器，在抽水蓄能电站水库面板坝I上游坝坡面的面板2上，从坝脚至坝顶设置有一排支墩9，该些支墩9上安装有一根与坝轴线垂直的测试管11，测试管11的顶端安置有通气口 13，测试管11的底端管口敞开，水流从测试管11的底部流进或流出，测试管11内的水位与水库水位保持一致，在测试管11内形成为与大气相通的测试腔。测试管11内的水面上浮有一只浮子18，随着水位的上升或下降，浮子18能在测试管11内浮动，该浮子11的上部系有一根与水库水位传感装置31相连的拉绳17。在坝顶防浪墙5的支架10上安置有所述的水库水位传感装置31，该水库水位传感装置31底面的绳嘴34正对着测试管11顶端的管口。所述的测试管11管壁上在最高水位6处安置有磁敏限位开关A14，在死水位8处安置有磁敏限位开关B15，在正常水位7处安置有磁敏定位开关16。所述的测试管11由等直径的圆测试管节连接而成，测试管11底端管口上套有过滤网罩12。所述的浮子18外壳为圆球形状，浮子18靠上游的外侧面上有一条沿对称铅垂线的导肋19，浮子18在与测试管11中心线平行的对中线位置设置有拉绳系环21，浮子18内靠上游侧中间嵌有一根与测试管11横截面平行的半圆弧形磁铁条20，浮子18内的底部有配重块22，在所述的测试管11内，浮子18的导肋19抵着测试管11内侧壁滑行。[0026]参见图5、图6和图7，水库水位传感装置31的底座32与座架33呈“丄”形状，底座32顶面上并排固定有绕绳式水位传感器51与电动葫芦，底座32的底面上安置有所述的绳嘴34，座架33上安置有滑轮微动开关35、压绳轮37、排绳器38，在穿过座架32通孔的绕绳式水位传感器51的主轴52上固定有绕绳盘36，绳嘴34、滑轮微动开关35滑轮凹面、绕绳盘36盘周面、排绳器38、绳鼓39鼓面的中心均位于同一铅垂面上。与所述的浮子18连接的拉绳17从绳嘴34与底座32通孔进入罩壳41内，经滑轮微动开关35的滑轮，缠绕绕绳盘36两周，再穿过排绳器38后，盘绕于电动葫芦的绳鼓39，且有一只压绳轮37弹性抵压在绕绳盘36的拉绳17上，随着电动葫芦绳鼓39的顺时针或逆时针转动，拉绳17拉着浮子18提升或降落，同时带动绕绳盘36转动。所述的滑轮微动开关35的滑轮垂直紧抵在拉绳17上，由拉绳17的松紧触发该滑轮微动开关35。所述的绕绳盘36为圆盘形状，盘周面的两侧有挡绳板。参见图8、图9和图10，绕绳式水位传感器51的机壳59为门洞形状，机壳59侧面中心有外伸的主轴52，机壳59内所述的主轴52活动置于机架58相对的壁上，主轴52上有主动齿轮，齿轮组由数个从动齿轮分别由大至小相互啮合，切换轮53为最小从动齿轮，磁敏元件A55与磁敏元件B56间隔Λ距离分别安置于切换轮53轮周面一侧的电路板上，并与切换轮53轮周面有δ的间隙。所述的切换轮53轮周面上镶嵌有一个圆磁铁圈54，切换轮53轮周侧面为该磁铁圈54的S、N磁极面。当拉绳17带动绕绳盘36转动时，经主轴52、齿轮组传动，切换轮53上的磁铁圈54切换着磁敏元件Α55与磁敏元件Β56上的磁力线，磁敏兀件Α55与磁敏兀件Β56输出水库水位的传感信号。面板坝I是抽水蓄能电站水库的挡水建筑物；面板2的作用是防渗与护坡；趾板3的作用是保护上游坝脚，稳定面板2 ;坝基4是面板坝I的基础；防浪墙5的作用是防止波浪过坝；最高水位6是水库最高的蓄水位；正常水位7是水库正常的设计蓄水位；死水位8是水库可利用的最低水位；支墩9的作用是在面板坝I上游坝坡的面板2上固定测试管11 ;支架10的作用是安装水库水位 传感装置31 ;测试管11的作用是管内活动安置浮子18，成为与大气相通的测试腔；过滤网罩12的作用是防止杂物进入测试管11内；通气口 13的作用是让测试管11内水面承受大气压力；磁敏限位开关Α14的作用是输出水库最高蓄水位的信号；磁敏限位开关Β15的作用是输出水库最低蓄水位的信号；磁敏定位开关16的作用是绕绳式水位传感器51读数的标点，以便消除绕绳式水位传感器51读数的累积误差；拉绳17的作用是系住浮子18，并与水库水位传感装置31连接，宜采用高强度、防腐、轻质的材料；浮子18的作用是水库水位的传感部件，为水库水位传感装置31传递位移量；导肋19的作用是减小浮子18与测试管11内管壁的摩擦力；磁铁条20的作用是为磁敏限位开关Α14、磁敏限位开关Β15和磁敏定位开关16提供开关的磁力线；系环21的作用是拉绳17系住浮子18 ;配重块22的作用是稳定浮子18的重心；水库水位传感装置31的作用是测试水库水位高度的装置；底座32的作用是固定绳嘴34、绕绳式水位传感器51、电动葫芦的电机40和绳鼓39、座架33和罩壳41 ;座架33的作用是固定滑轮微动开关35、压绳轮37和排绳器38 ;绳嘴34的作用是让拉绳17进、出水库水位传感装置31内，并内设除去拉绳17上污水或杂物的除尘圈；滑轮微动开关35的作用是通过水库水位测试仪，控制电动葫芦顺或逆时针转动的信号；绕绳盘36的作用是按设计要求的力臂转动绕绳式水位传感器51的主轴52 ;压绳轮37的作用是让拉绳17紧紧地缠绕于绕绳盘36，不松动或打滑；排绳器38的作用是让拉绳17整齐排列于电动葫芦的绳鼓39 ;绳鼓39的作用是缠绕拉绳17 ;电机40的作用是给绳鼓39提供动力；罩壳41的作用是保护绕绳式水位传感器51、电动葫芦等器件；绕绳式水位传感器51的作用是传感水库水位的高度；主轴52的作用是让绕绳盘36传动齿轮组；切换轮53的作用是安置磁铁圈54，旋转时切换磁敏元件A55、磁敏元件B56的磁力线；磁铁圈54的作用是为磁敏元件A55、磁敏元件B56提供磁力线；磁敏元件A55、磁敏元件B56的作用是水库水位高度与升降的传感元件；底板57的作用是安置机架58、机壳59等；机架58的作用是安置主轴52、齿轮组、磁敏元件A55、磁敏元件B56等；机壳79的作用是保护齿轮组、磁敏元件A55、磁敏元件B56等，以及安置电缆固定头。抽水蓄能电站水库水位测试器的技术性能:量程为IOOm ;分辨率为Imm ;精度为±3mm。
权利要求1.一种抽水蓄能电站水库水位测试器，其特征在于:从水库面板坝上游坝坡面面板的坝脚至坝顶设置有一排支墩，该支墩上安装有一根与坝轴线垂直的测试管，测试管的顶端安置有通气口，测试管的底端管口敞开，水流从测试管的底部流进或流出，测试管内的水位与水库水位保持一致，在测试管内形成为与大气相通的测试腔，测试管内的水面上浮有一只浮子，随着水位的上升或下降，浮子能在测试管内浮动，该浮子的上部系有一根与水库水位传感装置相连的拉绳，在坝顶防浪墙的支架上安置有所述的水库水位传感装置，该水库水位传感装置底面的绳嘴正对着测试管顶端的管口，测试管管壁上在最高水位处安置有磁敏限位开关A，在死水位处安置有磁敏限位开关B，在正常水位处安置有磁敏定位开关；所述测试管由等直径的圆测试管节连接而成，测试管底端管口上套有过滤网罩；所述的浮子外壳为圆球形状，浮子靠上游的外侧面上有一条沿对称铅垂线的导肋，浮子在与测试管中心线平行的对中线位置设置有拉绳系环，浮子内靠上游侧中间嵌有一根与测试管横截面平行的半圆弧形磁铁条，浮子内的底部有配重块，在所述的测试管内浮子的导肋抵着测试管内侧壁滑行。
2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站水库水位测试器，其特征是:所述的水库水位传感装置的底座与座架呈“丄”形状，底座顶面上并排固定有绕绳式水位传感器与电动葫芦，底座的底面上安置有所述的绳嘴，座架上安置有滑轮微动开关、压绳轮、排绳器，在穿过座架通孔的绕绳式水位传感器的主轴上固定有绕绳盘，绳嘴、滑轮微动开关滑轮凹面、绕绳盘盘周面、排绳器、绳鼓鼓面的中心均位于同一铅垂面上，与所述的浮子连接的拉绳从绳嘴与底座通孔进入罩壳内，经滑轮微动开关的滑轮，缠绕绕绳盘两周，再穿过排绳器后，盘绕于电动葫芦的绳鼓，且有一只压绳轮弹性抵压在绕绳盘的拉绳上，随着电动葫芦绳鼓的顺时针或逆时针转动，拉绳拉着浮子提升或降落，同时带动绕绳盘转动，所述的滑轮微动开关的滑轮垂直紧抵在所述的拉绳上，由拉绳的松紧触发该滑轮微动开关，所述的绕绳盘为圆盘形状，盘周面的两侧有挡绳板。
3.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站水库水位测试器，其特征是:所述的绕绳式水位传感器的机壳为门洞形状，机壳侧面中心有外伸的主轴，机壳内所述的主轴活动置于机架相对的壁上，主轴上有主动齿轮，齿轮组由数个从动齿轮分别由大至小相互啮合，切换轮为最小从动齿轮，磁敏元件 A与磁敏元件B间隔△距离分别安置于切换轮轮周面一侧的电路板上，并与切换轮轮周面有δ的间隙，所述的切换轮轮周面上镶嵌有一个圆磁铁圈，切换轮轮周侧面为该磁铁圈的S、N磁极面，当拉绳带动绕绳盘转动时，经主轴、齿轮组传动，切换轮上的磁铁圈切换着磁敏元件A与磁敏元件B上的磁力线,磁敏元件A与磁敏元件B输出水库水位的传感信号。
专利摘要本实用新型公开了一种抽水蓄能电站水库水位测试器，包括了测试管、浮子、拉绳、水位测试装置，在抽水蓄能电站水库面板坝上游坝坡面的面板上，安置有一根与坝轴线垂直的测试管，测试管的顶端安置有通气口，测试管的底端管口敞开，测试管内的水面上有一只浮子，该浮子的顶端系有一根与水库水位传感装置相连的拉绳。在坝顶的防浪墙上安置有所述的水库水位传感装置，该水库水位传感装置底座的顶面上，并排固定有绕绳式水位传感器与电动葫芦，当拉绳带动绕绳盘转动时，经主轴、齿轮组的传动，切换轮磁铁圈切换两个磁敏元件的磁力线，该两个磁敏元件输出水库水位的传感信号。具有大量程、高精度、快速、工作可靠、安装方便，且能在坝坡斜面上测试水位的特点，是一种能实时输出抽水蓄能电站水库水位的仪器。
文档编号G01F23/46GK203163832SQ201320109889
公开日2013年8月28日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者汪哲荪 申请人:合肥工业大学