專(zhuān)利名稱(chēng)：滾動(dòng)壓輪式水位測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量裝置，尤其是一種用于液位及物位變率大的測(cè)量?jī)x。
在現(xiàn)有技術(shù)里，用于解決水位、閘門(mén)開(kāi)度等測(cè)量的同步傳動(dòng)問(wèn)題的技術(shù)，多年來(lái)均采用全國(guó)水文標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)1993年版《水文儀器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編》中GB11828-89浮子式水位計(jì)標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的鏈?zhǔn)酱┛卒搸Щ驇е殇撍髯鳛閼宜?，以減少測(cè)量偏差。該技術(shù)主要有1．用等距離帶珠鋼索作懸索；與懸索配合的測(cè)輪(或水位輪)圓周面上打出徑向等距弧長(zhǎng)珠穴，以解決同步傳動(dòng)問(wèn)題。2．用鏈?zhǔn)酱┛卒搸ё鲬宜?，為配合使用穿孔鋼帶需在測(cè)輪外圓周上安裝等距弧長(zhǎng)的柱狀尖樁，才能實(shí)現(xiàn)同步傳動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷1．由于用上述等距帶珠鋼索及鏈?zhǔn)酱┛卒搸ё鲬宜鲿r(shí)，其帶珠鋼索的珠距及鏈?zhǔn)戒搸У目拙嘁髽O為嚴(yán)格，其誤差等級(jí)為μ級(jí)，必須用高精度專(zhuān)用設(shè)備制造，故其成本很高。
2．與相應(yīng)的懸索配套的測(cè)輪圓周面上必須設(shè)置同步的尖樁或珠穴，其工藝也很復(fù)雜。
3．帶珠鋼索由于增加了大量的珠子，使鋼索自重增加，將會(huì)由此引入“參重誤差”，影響其測(cè)量精度；穿孔鋼帶易扭曲變形，同樣影響正常測(cè)量功能。
4．在水位突變或閘門(mén)突然啟動(dòng)時(shí)會(huì)使懸索產(chǎn)生很大的加速度，易引起懸索在測(cè)輪上滑動(dòng)或松脫，導(dǎo)致產(chǎn)生測(cè)量誤差，甚至無(wú)法正常工作。
5．通用性差，一旦珠距、孔距設(shè)定，便規(guī)定了測(cè)輪的直徑，進(jìn)而限制了與之同軸連接的軸角編碼器的使用。如欲使之適配，則必須增加齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，故此，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)更加復(fù)雜，且引入了傳動(dòng)誤差和回程誤差。
6．安裝及調(diào)整均不方便。
本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而設(shè)計(jì)一種在不改變?cè)瓬y(cè)量?jī)x器主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加彈性滾動(dòng)壓輪裝置，使其成為一種具有彈性滾動(dòng)壓輪裝置的水位、物位測(cè)量?jī)x，它適用于水位，也適用其他物位的測(cè)量，且其制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，測(cè)量誤差小，有效地解決了在水位(物位)變率大及波涌嚴(yán)重的環(huán)境下懸索在測(cè)輪上滑動(dòng)、滑脫問(wèn)題及同步轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題。
本實(shí)用新型的任務(wù)是用如下方式來(lái)實(shí)施的一種滾動(dòng)壓輪式水位測(cè)量?jī)x，它包括儀器支架，儀器支架中部裝有測(cè)輪軸，在支架右側(cè)的測(cè)輪軸上裝有軸角編碼器，軸角編碼器由碼盤(pán)、編碼器殼體、機(jī)械計(jì)數(shù)顯示器、編碼電信號(hào)輸出插座及測(cè)輪軸)組成；儀器支架的左側(cè)的測(cè)輪軸上裝有測(cè)輪，它是通過(guò)套裝在測(cè)輪軸上的測(cè)輪軸套及測(cè)輪緊固螺釘固定在測(cè)輪軸上；測(cè)輪上裝有懸索，懸索的一端頭固定有平衡錘，其另一端頭上固定有浮子；它還包括在測(cè)輪兩側(cè)的同一水平面上裝有彈性滾動(dòng)壓輪裝置，使壓輪沿其徑向方向?qū)宜鲏壕o在測(cè)輪的凹槽中；彈性滾動(dòng)壓輪裝置由裝在壓輪軸上的壓輪軸承和壓輪、彈性元件及支柱和支柱緊固件組成，彈性元件一端與壓輪軸連接，另一端與支柱連接，支柱通過(guò)支柱緊固件固定在儀器支架上。所述的彈性滾動(dòng)壓輪裝置中的壓輪是圓形輪，其外緣面的截面形狀是凹弧型槽，與其配合使用的懸索為圓形鋼索，測(cè)輪的外緣徑向截面形狀為V型槽。所述的彈性滾動(dòng)壓輪裝置中的壓輪的外緣徑向截面形狀為圓柱面，與其配合使用的懸索為短矩形截面鋼帶，測(cè)輪的外圓周截面為方形凹槽。所述的彈性元件是用彈性良好的彈簧鋼片制作的，也可以是彈簧杠桿結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)1．以簡(jiǎn)單的彈性滾動(dòng)壓輪機(jī)構(gòu)改善了水位測(cè)量?jī)x的同步傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了水位測(cè)量?jī)x的測(cè)量無(wú)間隙、無(wú)回程誤差同步傳動(dòng)。
2．改進(jìn)了測(cè)輪及懸索的結(jié)構(gòu)，即測(cè)輪不須設(shè)置鉆穴(或安尖樁)；鋼索無(wú)須加珠，鋼帶無(wú)需穿孔；兩者結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，更容易制造?？朔藨宜髋c測(cè)輪間的滑動(dòng)、滑脫現(xiàn)象，提高了測(cè)量精度與可靠性。
3．通用性強(qiáng)本彈性滾動(dòng)壓輪裝置適合各種直徑和截面形狀的懸索和各種直徑尺寸的測(cè)輪，測(cè)輪可直接與軸角編碼器主軸連接，避免了增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)引入的傳動(dòng)誤差和回程誤差。
4．本裝置的安裝、調(diào)試和“對(duì)水位”或校準(zhǔn)“0”位方便；只需將壓輪彈簧放松(旋轉(zhuǎn)支柱即可實(shí)現(xiàn))，使鋼索與測(cè)輪脫離，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)輪，使編碼器同步轉(zhuǎn)至與之對(duì)應(yīng)的“水位”或“0”位，此時(shí)機(jī)械同步計(jì)數(shù)器也轉(zhuǎn)至相應(yīng)的水位或“0”位，再將壓輪、鋼索、測(cè)輪壓緊，即可方便地完成了“對(duì)水位”或校“0”。用上述方法也可以將編碼器的電輸出信號(hào)及與其同步運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械計(jì)數(shù)器調(diào)整到與浮子(或閘門(mén))停留的位置相一致的任何位置。因此本裝置大大簡(jiǎn)化了原測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)，并提高了測(cè)量精度和可靠性，且其具有制作成本低、生產(chǎn)效率高、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。特別適用于物位變率大及波涌嚴(yán)重的環(huán)境中使用。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖的側(cè)視圖。
圖3是本實(shí)用新型的滾動(dòng)壓輪實(shí)施例1局部視圖。
圖4是本實(shí)用新型的滾動(dòng)壓輪實(shí)施例2局部視圖。
圖5是本實(shí)用新型的彈性滾動(dòng)壓輪裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本實(shí)用新型的彈性滾動(dòng)壓輪裝置結(jié)構(gòu)A向視圖。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1、2及5所示，它是由儀器支架14、軸角編碼器、測(cè)輪8及懸索7和彈性滾動(dòng)壓輪裝置等組成的。其中儀器支架14是一塊L型板，儀器支架下部通過(guò)螺栓穿過(guò)圓孔20與基礎(chǔ)聯(lián)接，其上部右側(cè)與軸角編碼器聯(lián)接，軸角編碼器由碼盤(pán)16、編碼器殼體15、機(jī)械計(jì)數(shù)顯示器17、編碼電信號(hào)輸出插座18及軸9組成；儀器支架14上部左側(cè)裝有測(cè)輪8，它是通過(guò)套裝在測(cè)輪軸9上的測(cè)輪軸套13及測(cè)輪緊固螺釘12固定在測(cè)輪軸9上的；測(cè)輪8上的凹槽中裝有懸索7，懸索7一端固定有平衡錘11，懸索7的另一端固定有浮子10，壓輪1沿徑向方向?qū)宜?壓緊在測(cè)輪8兩側(cè)的凹槽中，并安裝在同一水平面上。測(cè)輪8為圓形輪，其中心有軸孔，其外緣的徑向截面為方形凹槽或V型凹槽；懸索7是一根長(zhǎng)索或帶子，其截面為圓形鋼索或矩形截面鋼帶，它的截面形狀與壓輪1和測(cè)輪8的外緣面形狀相配合，以增大摩擦面。如圖6所示，由壓輪1、壓輪軸承2、壓輪軸3、彈性元件4、支柱5和支柱緊固件6組成彈性滾動(dòng)壓輪裝置。壓輪軸承2固定在壓輪軸3中，其外圈上固定有壓輪1，彈性元件4兩端分別與壓輪軸3及支柱5連接；支柱5是一根短軸，其中間有孔通過(guò)支柱緊固件6使它固定在儀器支架14上，并使壓輪1起彈性壓緊作用；調(diào)節(jié)緊固件6可使壓輪貼近、壓緊懸索，或使壓輪1與懸索7脫離。調(diào)節(jié)支柱5的高度，可以使壓輪1與測(cè)輪8在同一平面上工作。如圖3、4所示，壓輪1是用金屬材料或其他材料加工而成的圓形輪，其外中央有軸孔，其外緣面的截面形狀為凹弧面或圓柱面。壓輪軸承2使壓輪1與懸索7間的接觸為滾動(dòng)摩擦，此軸承應(yīng)選擇高性能軸承。彈性元件4是用彈性良好的彈簧片或用彈簧和杠桿組成，用它來(lái)連接壓輪軸3和支柱5，使其具有一定的彈力。
如圖1、2及5所示，它是在不改變?cè)瓬y(cè)量?jī)x器的主體結(jié)構(gòu)，只使用彈性滾動(dòng)壓輪裝置，并相應(yīng)簡(jiǎn)化懸索7結(jié)構(gòu)和測(cè)輪8的外緣截面形，使之與懸索7及壓輪1相適應(yīng)，即懸索7用不穿孔鋼帶、無(wú)珠鋼索，測(cè)輪也無(wú)需加工成外緣截面為帶柱狀尖樁或珠穴測(cè)輪，這樣其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，更可靠的同步傳動(dòng)，使儀器工作更正常。
如圖3所示為實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例，它是在原測(cè)量?jī)x器的主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，只將測(cè)輪8的外緣截面形狀改為V形槽，懸索7為圓形鋼索，按圖2位置安裝上彈性滾動(dòng)壓輪裝置，壓輪1的外緣截面形為圓形凹弧槽，它與鋼索配合。彈性元件4是彈簧片或用彈簧和杠桿組成。
如圖4所示為本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例，它是原測(cè)量?jī)x器的主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，只將測(cè)輪8的外緣截面形狀改為方形凹槽，懸索7改為矩形截面鋼帶；壓輪1的外緣面為圓柱面，按圖3位置安裝上彈性滾動(dòng)壓輪裝置；彈性元件4是彈簧片或用彈簧和杠桿組成。
該儀器的安裝方法為1．鋼索或鋼帶作為懸索，直接繞于測(cè)輪8的凹槽中，使其一端與浮子(或閘門(mén))連接，另一端與平衡錘(或閘門(mén)收索裝置)連接。
2．將彈性滾動(dòng)壓輪裝在儀器支架14上，使彈性滾動(dòng)壓輪處于懸索相對(duì)于測(cè)輪8出入口的切線(xiàn)點(diǎn)上。
3．旋轉(zhuǎn)支柱5，使彈性元件產(chǎn)生足夠的壓力，致使壓輪1將懸索壓緊在測(cè)輪8上，旋緊緊固螺釘6，儀器即進(jìn)入待測(cè)量狀態(tài)。
該儀器的工作過(guò)程壓輪1沿徑向方向?qū)宜鲏壕o，使懸索緊貼測(cè)輪8，浮子隨水位升降驅(qū)動(dòng)懸索運(yùn)動(dòng)，即帶動(dòng)測(cè)輪8作同步轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與測(cè)輪8同軸連接的軸角編碼器16轉(zhuǎn)動(dòng)，使軸角編碼器輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，本電信號(hào)為一組并行二進(jìn)制循環(huán)碼(格雷碼)，通過(guò)編碼器輸出插座18及傳輸電纜與計(jì)算機(jī)輸入端相聯(lián)接。計(jì)算機(jī)可對(duì)編碼進(jìn)行譯碼、顯示或進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。機(jī)械同步計(jì)數(shù)器顯示作為現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)用，其工作過(guò)程為編碼器軸通過(guò)內(nèi)部齒輪傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械同步計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動(dòng)，使其同步顯示水位變化。上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中壓輪作用于懸索7，再作用于測(cè)輪8，其產(chǎn)生的壓力是徑向力，該徑向力與懸索7沿測(cè)輪8運(yùn)動(dòng)的方向(切線(xiàn)方向)相互垂直，因此，該壓力只起壓緊作用，并不產(chǎn)生懸索運(yùn)動(dòng)的阻力。壓輪軸及測(cè)輪軸又都由軸承支承，所以本結(jié)構(gòu)能使懸索7在測(cè)輪8與壓輪1之間靈活運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)彈性元件的彈力和旋轉(zhuǎn)支柱5的角度，使壓輪1-懸索 7-測(cè)輪 8間徑向壓力大于懸索7帶動(dòng)測(cè)輪8旋轉(zhuǎn)的靜摩擦力，就能可靠地實(shí)現(xiàn)懸索與測(cè)輪的同步傳動(dòng)。
權(quán)利要求1．一種滾動(dòng)壓輪式水位測(cè)量?jī)x，它包括儀器支架(14)，儀器支架(14)中部裝有測(cè)輪軸(9)，在支架(14)右側(cè)的測(cè)輪軸(9)上裝有軸角編碼器，軸角編碼器由碼盤(pán)(16)、編碼器殼體(15)、機(jī)械計(jì)數(shù)顯示器(17)、編碼電信號(hào)輸出插座(18)及測(cè)輪軸(9)組成；儀器支架(14)的左側(cè)的測(cè)輪軸(9)上裝有測(cè)輪(8)，它是通過(guò)套裝在測(cè)輪軸上的測(cè)輪軸套(13)及測(cè)輪緊固螺釘(12)固定在測(cè)輪軸(9)上；測(cè)輪(8)上裝有懸索(7)，懸索(7)的一端頭固定有平衡錘(11)，其另一端頭上固定有浮子(10)；其特征在于它還包括在測(cè)輪(8)兩側(cè)的同一水平面上裝有彈性滾動(dòng)壓輪裝置，使壓輪(1)沿其徑向方向?qū)宜?7)壓緊在測(cè)輪(8)的凹槽中；彈性滾動(dòng)壓輪裝置由裝在壓輪軸(3)上的壓輪軸承(2)和壓輪(1)、彈性元件(4)及支柱(5)和支柱緊固件(6)組成，彈性元件(4)一端與壓輪軸(3)連接，另一端與支柱(5)連接，支柱(5)通過(guò)支柱緊固件(6)固定在儀器支架(14)上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)壓輪式水位測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的彈性滾動(dòng)壓輪裝置中的壓輪(1)是圓形輪，其外緣面的截面形狀是凹弧型槽，與其配合使用的懸索(7)為圓形鋼索，測(cè)輪(8)的外緣徑向截面形狀為V型槽。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾動(dòng)壓輪式水位測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的彈性滾動(dòng)壓輪裝置中的壓輪(1)的外緣徑向截面形狀為圓柱面，與其配合使用的懸索(7)為短矩形截面鋼帶，測(cè)輪(8)的外圓周截面為方形凹槽。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性滾動(dòng)壓輪水位測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的彈性元件(4)是用彈性良好的彈簧鋼片制作的，也可以是彈簧杠桿結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種適用于測(cè)量液位及物位的滾動(dòng)壓輪式水位測(cè)量?jī)x,它由裝在儀器支架左側(cè)的測(cè)輪、浮子、平衡錘、懸索及彈性滾動(dòng)壓輪裝置和支架右側(cè)的軸角編碼器、機(jī)械計(jì)數(shù)顯示器、編碼信號(hào)輸出插座等組成。裝在懸索上的浮子隨水位升降,驅(qū)動(dòng)懸索帶動(dòng)測(cè)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),使與測(cè)輪同軸的軸角編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)而輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。本儀器有效地解決了懸索與測(cè)輪間的滑動(dòng)及同步傳動(dòng)問(wèn)題,特別適用于水位(物位)變率大及波涌嚴(yán)重的環(huán)境使用,適宜推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01F23/66GK2436921SQ00221069
公開(kāi)日2001年6月27日 申請(qǐng)日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月13日
發(fā)明者張敏, 張?jiān)?申請(qǐng)人:張敏, 張?jiān)?br>