嵌套靜力水準平衡式量水堰水位計檢驗測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種嵌套靜力水準平衡式量水堰水位計檢驗測試裝置，該裝置是由測試桶、注水桶、排水桶、連通管、液位觀測管、磁致伸縮液位計、測試平臺、可調(diào)支撐地腳、支撐桿、滑動調(diào)整架、手動角位臺、被測水位計懸掛夾具、固定板、氣泡式水平儀、注水桶支架平臺、嵌套水桶、被測水位計、被測水位計浮筒、液位計測桿、滑動齒條、旋塞閥，X軸、Y軸向調(diào)節(jié)旋紐、鉗型夾組成，通過控制注水桶、排水桶與測試桶之間給排水關(guān)系實現(xiàn)測試桶水位升降量值的變化，并采用高精度磁致伸縮式液位計測量測試桶位高度，實現(xiàn)直投式和間接浮子式兩種常用的滲流量監(jiān)測儀器的靜態(tài)特性檢驗測試。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、精確度高、操作性強，可滿足水利建筑工程滲流量監(jiān)測儀器靜態(tài)特性參數(shù)檢驗的功能性需求。
【專利說明】嵌套靜力水準平衡式量水堰水位計檢驗測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種嵌套靜力水準平衡式量水堰水位計檢驗測試裝置，針對水利建筑工程中對滲流量監(jiān)測儀器(量水堰水位計)的靜態(tài)特性進行檢驗測試的檢驗測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]遵照《大壩安全監(jiān)測儀器檢驗測試規(guī)程》(SL530-2012)條文說明.總則.1.0.1中關(guān)于“‘大壩安全監(jiān)測儀器埋設(shè)前’規(guī)定為安裝埋設(shè)前一年內(nèi)，即監(jiān)測儀器經(jīng)檢驗測試合格的有效期限為一年，超過有效期實施安裝埋設(shè)的監(jiān)測儀器應(yīng)重新檢驗測試”規(guī)定，因此在上述情況下應(yīng)對各類量水堰水位計進行檢驗測試工作。通過檢驗測試儀器設(shè)備得出被檢量水堰水位計的分辨率、非線性度、不重復(fù)度、滯后、綜合誤差等靜態(tài)特性是否符合規(guī)范要求，以滿足埋設(shè)后的測量精度的要求。該標準適用于現(xiàn)場安裝埋設(shè)前的大壩安全監(jiān)測儀器(傳感器)的實驗室第三方檢驗測試。用于大壩安全監(jiān)測的儀器應(yīng)滿足該標準的要求，其他水利工程的安全監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)前的檢驗測試可參照該標準。
[0003]《大壩安全監(jiān)測儀器檢驗測試規(guī)程》(SL530-2012)中的量水堰水位計靜態(tài)特性檢測測試儀器設(shè)備是以升降試驗水箱，來控制量水堰水位計的入水深度的，并通過數(shù)顯標尺來量測升降量值。由于量水堰水位計的種類繁多、特性迥異，《測試規(guī)范》發(fā)布、實施后，規(guī)范中規(guī)定使用的量水堰水位計檢驗測試裝置并沒有形成統(tǒng)一、通用的產(chǎn)品。
[0004]如直接投入式傳感器的檢驗測試多采用高精度壓力表，間接浮子式量水堰水位計則采用機械式升降裝置、通過測試力的變化，換算出位移量，由于存在換算關(guān)系，就與浮子的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，浮子結(jié)構(gòu)尺寸的微小差異，將導致測試結(jié)果的誤差。專利申請?zhí)枮?01220182971.9的“自動水位計檢測儀”公開了一種水位計檢驗檢測裝置，包括計算控制數(shù)據(jù)處理器，載水升降臺驅(qū)動部分，運動位移測量部分，同步測量部分，電源部分和被測水位計信息交換部分，上述的計算控制數(shù)據(jù)處理器分別與驅(qū)動、測量、電源等部分單獨連接。通過計算機控制與檢測，實現(xiàn)對自身載水升降平臺的升降速度、位移、運行時間的控制及運行參數(shù)等信息的數(shù)據(jù)管理，將得到的該升降平臺的上述運動信息與被檢自動水位計在同步運行狀態(tài)下檢測到的數(shù)據(jù)進行比對與分析，從而得到被檢測自動水位計的性能參數(shù)。該技術(shù)在一定程度上提高了檢測的自動化程度和檢測的精度，但其主要是針對在流體模型試驗中所用水位計的檢測，不包含野外原型觀測滲流量的儀器檢驗測試，適用性較窄。
[0005]目前，檢驗測試量水堰水位計靜態(tài)特性參數(shù)的裝置大都比較單一，不同類型的量水堰水位計則需采用相應(yīng)的檢驗測試設(shè)備，通用性不強，而且大都存在精度較低和操作繁雜的瑕疵?；谀壳皹硕ㄑb置通用性差，高精度標定裝置缺乏等因素，研制和開發(fā)精確度高、操作性強、通用性廣的量水堰水位計檢驗測試裝置就顯得十分必要了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型目的在于，提供一種嵌套靜力水準平衡式量水堰水位計檢驗測試裝置，該裝置是由測試桶、注水桶、排水桶、注水閥、排水閥、連通管、液位觀測管、磁致伸縮液位計、測試平臺、可調(diào)支撐地腳、支撐桿、滑動調(diào)整架、手動角位臺、被測水位計懸掛夾具、固定板、氣泡式水平儀、注水桶支架平臺、嵌套水桶、被測水位計、被測水位計浮筒、液位計測桿、滑動齒條、旋塞閥，X軸向調(diào)節(jié)旋紐、Y軸向調(diào)節(jié)旋紐、鉗型夾和齒輪組成，通過控制注水桶、排水桶與測試桶之間給排水關(guān)系來實現(xiàn)測試桶水位升降量值的變化，并采用高精度磁致伸縮式液位計測量測試桶位高度，在滿足檢測設(shè)備自身分辨力的前提下，實現(xiàn)直投式和間接浮子式兩種常用類型的滲流量監(jiān)測儀器的靜態(tài)特性檢驗測試。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、測讀直觀、通用性廣、精確度高、操作性強，被測物裝卸方便，可滿足水利建筑工程滲流量監(jiān)測儀器靜態(tài)特性參數(shù)檢驗的功能性需求。
[0007]本實用新型所述的嵌套靜力水準平衡式量水堰水位計檢驗測試裝置，該裝置是由測試桶、注水桶、排水桶、注水閥、排水閥、連通管、液位觀測管、磁致伸縮液位計、測試平臺、可調(diào)支撐地腳、支撐桿、滑動調(diào)整架、手動角位臺、被測水位計懸掛夾具、固定板、氣泡式水平儀、注水桶支架平臺、嵌套水桶、被測水位計、被測水位計浮筒、液位計測桿、滑動齒條、旋塞閥，X軸向調(diào)節(jié)旋紐、Y軸向調(diào)節(jié)旋紐、鉗型夾和齒輪組成，在測試平臺(9)上分別固定測試桶(I )、支撐桿(11)和排水桶支架平臺(17)，在排水桶支架平臺(17)上設(shè)置有注水桶(2 )，注水桶(2 )通過連通管(6 )與測試桶(I)連接，并在連通管(6 )上安裝有調(diào)節(jié)注水量的注水閥(4)，在排水桶支架平臺(17)內(nèi)設(shè)置有排水桶(3)，排水桶(3)通過連通管(6)與測試桶(I)連接，并在連通管(6 )上安裝有調(diào)節(jié)排水量的排水閥(5 )。
[0008]在測試桶(I)內(nèi)分別固定嵌套水桶(18)和液位計測桿(21)，在液位計測桿(21)上固定液位計浮子(22)，嵌套水桶(18)內(nèi)設(shè)有被測水位計浮筒(20)，在嵌套水桶(18)上開有均等排列的環(huán)向透水孔(29)，在測試桶(I)的頂部設(shè)置有固定板(15)，在固定板(15)上安裝有磁致伸縮液位計(8)，磁致伸縮液位計(8)與液位計測桿(21)的一端連接，在測試桶Cl)的側(cè)壁上通過旋塞閥(25)與標有水位刻度的液位觀測管(7)連接。
[0009]在支撐桿(11)的上部固定有滑動齒條(23)，滑動調(diào)整架(12)套裝于支撐桿(11)上，在滑動調(diào)整架(12)上設(shè)置有調(diào)位旋鈕(24)，在調(diào)位旋鈕(24)內(nèi)安裝的齒輪(31)與調(diào)位旋鈕(24)同軸并聯(lián)動，齒輪(31)與滑動齒條(23)嚙合，手動角位臺(13)固定在滑動調(diào)整架(12 )上，在手動角位臺(13 )上分別設(shè)有X軸向調(diào)節(jié)旋紐(27 )和Y軸向調(diào)節(jié)旋紐(28 )，被測水位計懸掛夾具(14)的一端與手動角位臺(13)連接固定，被測水位計懸掛夾具(14)的另一端為鉗型夾(30)，通過夾具緊固旋鈕(26)固定被測水位計(19)，被測水位計(19)放置在被測水位計浮筒(20)內(nèi)。
[0010]在測試平臺(9)上固定有氣泡式水平儀(16)，在測試平臺(9)的底部安裝有用于調(diào)整水平的可調(diào)支撐地腳(10)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實用新型的左側(cè)示意圖；
[0013]圖3為本實用新型的滑動調(diào)整架剖視圖；
[0014]圖4為本實用新型互通式嵌套水桶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖例:
[0016]1、測試桶，2、注水桶，3、排水桶，4、注水閥，5、排水閥，6、連通管，7、液位觀測管，8.磁致伸縮液位計，9、測試平臺，10、可調(diào)支撐地腳，11、支撐桿，12、滑動調(diào)整架，13、手動角位臺，14、被測水位計懸掛夾具，15、磁致伸縮液位計固定板，16、氣泡式水平儀，17、注水桶支架平臺，18、互通式嵌套水桶，19、被測水位計，20、被測水位計浮筒，21、液位計測桿，22、液位計浮子，23、滑動齒條，24、調(diào)位旋鈕，25、旋塞閥，26、夾具緊固旋鈕，27、X軸向調(diào)節(jié)旋紐，28、Y軸向調(diào)節(jié)旋紐，29、環(huán)向透水孔，30、鉗型夾，31、齒輪。
【具體實施方式】
[0017]本實用新型結(jié)合附圖進一步描述，并給出具體的實施例:
[0018]如圖1和圖2所示，本實用新型所述的嵌套靜力水準平衡式量水堰水位計檢驗測試裝置，該裝置是由測試桶、注水桶、排水桶、注水閥、排水閥、連通管、液位觀測管、磁致伸縮液位計、測試平臺、可調(diào)支撐地腳、支撐桿、滑動調(diào)整架、手動角位臺、被測水位計懸掛夾具、固定板、氣泡式水平儀、注水桶支架平臺、嵌套水桶、被測水位計、被測水位計浮筒、液位計測桿、滑動齒條、旋塞閥，X軸向調(diào)節(jié)旋紐、Y軸向調(diào)節(jié)旋紐、鉗型夾和齒輪組成，在測試平臺9上分別固定測試桶1、支撐桿11和排水桶支架平臺17，在排水桶支架平臺17上設(shè)置有注水桶2，注水桶2通過連通管6與測試桶I連接，并在連通管6上安裝有調(diào)節(jié)注水量的注水閥4用于調(diào)節(jié)進水量，在排水桶支架平臺17內(nèi)設(shè)置有排水桶3，排水桶3通過連通管6與測試桶I連接，并在連通管6上安裝有調(diào)節(jié)排水量的排水閥5用于調(diào)節(jié)排水量，測試平臺9為可調(diào)水平的平臺，在測試平臺9的底部安裝有可調(diào)支撐地腳10，在測試平臺9上固定有氣泡式水平儀16，通過旋調(diào)可調(diào)節(jié)支撐地腳10，配合觀測氣泡式水平儀16中氣泡的位置，將測試平臺9調(diào)整為水平；
[0019]在測試桶I內(nèi)分別固定嵌套水桶18和液位計測桿21，在液位計測桿21上固定液位計浮子22，嵌套水桶18內(nèi)設(shè)有被測水位計浮筒20，在嵌套水桶18上開有均等排列的環(huán)向透水孔29 ；
[0020]在測試桶I的頂部設(shè)置有固定板15，在固定板15上安裝有磁致伸縮液位計8，采用市售的KYDM型數(shù)顯高精度磁致伸縮液位計，其分辨率達到5um，可滿足對測試精度的規(guī)范要求，其數(shù)據(jù)用于計算量水堰水位計的靜態(tài)特性的參數(shù)，液位計測桿21的一端與磁致伸縮液位計8連接，在測試桶I的側(cè)壁上通過旋塞閥25與標有水位刻度的液位觀測管7連接，液位觀測管7用于人工粗讀測試桶液位變化情況，指示試驗操作員控制注水閥4和排水閥5來調(diào)整測試桶I的液面高度；
[0021]手動角位臺13固定在滑動調(diào)整架12上，手動角位臺13為市售的ZT301MC15型角位臺，在手動角位臺13上分別設(shè)有X軸向調(diào)節(jié)旋紐27和Y軸向調(diào)節(jié)旋紐28，通過旋調(diào)手動角位臺13上的X軸向調(diào)節(jié)旋紐27和Y軸向調(diào)節(jié)旋紐28，使被測水位計19及被測水位計浮筒20處于豎向垂直待測狀態(tài)，被測水位計懸掛夾具14的一端與手動角位臺13連接固定，被測水位計懸掛夾具14的另一端為鉗型夾30，通過夾具緊固旋鈕26固定被測水位計19，被測水位計19放置在被測水位計浮筒20)內(nèi)；
[0022]如圖3所示，在支撐桿11的上部固定有滑動齒條23，滑動調(diào)整架12套裝于支撐桿11上，在滑動調(diào)整架12上設(shè)置有調(diào)位旋鈕24，在調(diào)位旋鈕24內(nèi)安裝的齒輪31與調(diào)位旋鈕24同軸并聯(lián)動，通過正反向旋轉(zhuǎn)調(diào)位旋鈕24，可帶動滑動調(diào)整架12上下移動，將被測水位計19調(diào)節(jié)至合適測試位置，齒輪31與滑動齒條23嚙合；[0023]如圖4所示，嵌套水桶18可設(shè)置為多個不同直徑的桶，按照常用的浮子式量水堰水位計浮筒直徑大小配套定制，不同的互通嵌套式水桶的內(nèi)徑是依據(jù)《大壩安全監(jiān)測儀器檢驗測試規(guī)程》(SL530-2012)中規(guī)定的:振弦式水位計浮筒截面積和電容式量水堰儀進水筒(外筒)內(nèi)截面積S與水箱水面面積SI之比應(yīng)滿足小于0.1 (即SI:S ( 1:10)的要求下，按照實際或原型中幾款常用類型的浮子式量水堰水位計浮筒直徑大小配套定制，每個互通嵌套水桶18的桶壁上均勻開有水平寬度小于Imm內(nèi)外壁貫通的環(huán)向透水孔29，以利于測試桶和嵌套水桶液面自由流通和平衡，并且可避免和消除因水位波動而產(chǎn)生的誤差；
[0024]在使用時，依據(jù)《大壩安全監(jiān)測儀器檢驗測試規(guī)程》(SL530-2012)的檢驗測試方法，在檢驗測試中:測試桶I和排水桶3為空桶，注水桶2為滿桶，注水閥4和排水閥5處于閉合狀態(tài)；
[0025]首先旋調(diào)4個可調(diào)支撐地腳10通過氣泡式水平儀16將測試平臺9調(diào)整為水平狀態(tài)；
[0026]依據(jù)被測水位計浮筒20的直徑選擇合適大小的互通式嵌套水桶18，并將嵌套水桶18置于測試桶I內(nèi)偏右部位；
[0027]通過調(diào)節(jié)夾具緊固旋鈕26將被測水位計19及與之配套的被測水位計浮筒20固定于傳感器懸掛夾具14上，通過調(diào)節(jié)手動角位臺13的角度使被測水位計浮筒20處于互通式嵌套水桶18中軸線部位，再通過旋調(diào)滑動調(diào)整架12上的調(diào)位旋鈕24上下調(diào)整被測水位計19，使被測水位計浮筒20置于互通式嵌套水桶18底部，以減小或避免因測試裝置不水平或傳感器、浮子懸掛不垂直造成檢驗測試的系統(tǒng)誤差；
[0028]測試并記錄:打開注水閥4，依據(jù)液體的靜力水準平衡原理，注水桶2中的液體通過連通管6流入測試桶I 內(nèi)，觀察液位觀測管7和測讀磁致伸縮液位計8，當測試桶I液面高度上升到第I組測試液面高度時，關(guān)閉注水閥4，觀測并記錄高精度磁致伸縮液位計8和被測水位計19的讀數(shù)，測讀和記錄完畢后，再打開注水閥4使注水桶2的液體通過連通管6流入測試桶I內(nèi)，當測試桶I液面高度達到第2組測試液面高度時關(guān)閉注水閥4，測讀記錄數(shù)據(jù)，按照以上步驟進行第3組、第4組直至第6組的檢驗測試工作；
[0029]完成注水正程檢測工程后，緊接著進行排水返程的檢測工作，開啟排水閥5，使測試桶I中的液體通過連通管6流入排水桶3內(nèi)，當返程檢測中測試桶I液面高度下降至正程第6組測試液面高度時，關(guān)閉排水閥5，測讀記錄數(shù)據(jù)完成返程第I組的操作，再開啟排水閥5，使測試桶I液面高度下降至正程第5組測試液面高度，測讀記錄數(shù)據(jù)完成返程第2組的操作，按照上述步驟進行返程第3組、第4組直至第6組的檢驗測試工作；
[0030]重復(fù)上述測試桶I液面的上升和下降操作，在被測水位計浮筒20處于不同液面高度時，對磁致伸縮液位計8和被測水位計19進行測讀，完成第2循環(huán)、第3循環(huán)…第η次循環(huán)測試；
[0031]將被測水位計19及被測水位計浮筒20從傳感器懸掛夾具14上拆卸取出，將互通式嵌套水桶18從測試桶I中取出，再將測試桶I中水排盡，至此，整個被測水位計19的靜態(tài)特性檢驗測試部分的工作完成；
[0032]依據(jù)《大壩安全監(jiān)測儀器檢驗測試規(guī)程》(SL530-2012)的檢驗測試數(shù)據(jù)計算處理方法(數(shù)據(jù)計算方法詳見該規(guī)程的附錄Α-Ε)，獲得被測水位計19靈敏度系數(shù)、分辨力、非線性度、滯后、不重復(fù)度和綜合誤差等靜態(tài)特性數(shù)據(jù)，再通過將這些測試獲得的靜態(tài)特性數(shù)據(jù)與《大壩安全監(jiān)測儀器檢驗測試規(guī)程》(SL530-2012)中的規(guī)定的靜態(tài)特性參數(shù)進行比對(靜態(tài)特性技術(shù)要求詳見該規(guī)程的5.2節(jié))，得出被測水位計(19)物理靜態(tài)特性評價；
[0033]由于磁致伸縮液位計8的分辨率為5um、非線性度< ±0.05%F.S.(最小±50um)、不重復(fù)度< ±0.002%F.S.(最小±2.5um)、溫度系數(shù):0.007%F.S./°C、滯后< 4 um，這些精度指標完全滿足《大壩安全監(jiān)測儀器檢驗測試規(guī)程》(SL530-2012)中對量水堰水位計靜態(tài)特性進行檢驗測試的要求(靜態(tài)特性技術(shù)要求詳見該規(guī)程的5.2節(jié))，其中磁致伸縮液位計8的分辨率遠高于規(guī)范中采用分辨力為0.05mm的數(shù)顯標尺，又因整個結(jié)構(gòu)設(shè)計采用測試桶與注、排水桶之間的靜力水準平衡方式，這樣的水位變化的方式與量水堰水位計在量水堰中的觀測所處環(huán)境基本相同，檢驗測試的結(jié)果更符合現(xiàn)場安裝、監(jiān)測實際，并且適合檢測直投式和浮子式兩種類型的量水堰水位計的靜態(tài)特性。
【權(quán)利要求】
1.一種嵌套靜力水準平衡式量水堰水位計檢驗測試裝置，其特征在于該裝置是由測試桶、注水桶、排水桶、注水閥、排水閥、連通管、液位觀測管、磁致伸縮液位計、測試平臺、可調(diào)支撐地腳、支撐桿、滑動調(diào)整架、手動角位臺、被測水位計懸掛夾具、固定板、氣泡式水平儀、注水桶支架平臺、嵌套水桶、被測水位計、被測水位計浮筒、液位計測桿、滑動齒條、旋塞閥，X軸向調(diào)節(jié)旋紐、Y軸向調(diào)節(jié)旋紐、鉗型夾和齒輪組成，在測試平臺(9)上分別固定測試桶(I)、支撐桿(11)和排水桶支架平臺(17)，在排水桶支架平臺(17)上設(shè)置有注水桶(2)，注水桶(2 )通過連通管(6 )與測試桶(I)連接，并在連通管(6 )上安裝有調(diào)節(jié)注水量的注水閥(4 )，在排水桶支架平臺(17 )內(nèi)設(shè)置有排水桶(3 )，排水桶(3 )通過連通管(6 )與測試桶(I)連接，并在連通管(6 )上安裝有調(diào)節(jié)排水量的排水閥(5 )。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在測試桶(I)內(nèi)分別固定嵌套水桶(18)和液位計測桿(21)，在液位計測桿(21)上固定液位計浮子(22)，嵌套水桶(18)內(nèi)設(shè)有被測水位計浮筒(20)，在嵌套水桶(18)上開有均等排列的環(huán)向透水孔(29)，在測試桶(I)的頂部設(shè)置有固定板(15 )，在固定板(15 )上安裝有磁致伸縮液位計(8 )，磁致伸縮液位計(8 )與液位計測桿(21)的一端連接，在測試桶(I)的側(cè)壁上通過旋塞閥(25)與標有水位刻度的液位觀測管(7)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在支撐桿(11)的上部固定有滑動齒條(23)，滑動調(diào)整架(12)套裝于支撐桿(11)上，在滑動調(diào)整架(12)上設(shè)置有調(diào)位旋鈕(24)，在調(diào)位旋鈕(24)內(nèi)安裝的齒輪(31)與調(diào)位旋鈕(24)同軸并聯(lián)動，齒輪(31)與滑動齒條(23)嚙合，手動角位臺(13)固定在滑動調(diào)整架(12)上，在手動角位臺(13)上分別設(shè)有X軸向調(diào)節(jié)旋紐(27)和Y軸向調(diào)節(jié)旋紐(28)，被測水位計懸掛夾具(14)的一端與手動角位臺(13)連接固定，被測水位計懸掛夾具(14)的另一端為鉗型夾(30)，通過夾具緊固旋鈕(26)固定被測水位計(19)，被測水位計(19)放置在被測水位計浮筒(20)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在測試平臺(9)上固定有氣泡式水平儀(16)，在測試平臺(9 )的底部安裝有用于調(diào)整水平的可調(diào)支撐地腳(10 )。
【文檔編號】G01F25/00GK203824621SQ201420238378
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月10日
【發(fā)明者】吳艷, 何建村, 周富強, 戴燦偉, 郭瑾, 鄧建偉, 沈志剛, 曲傳勇, 田偉, 孟波 申請人:新疆水利水電科學研究院