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磁吸式明渠最低水位自記尺及其方法
【專利摘要】本發明公開了一種磁吸式明渠最低水位自記尺及其方法。它包括主架、刻度尺、套圈、浮子滑塊、磁鐵、讀數針、滾軸、鉛垂和吊線；在主架的頂端安設讀數針和滾軸，套圈內置磁鐵，套圈套在主架的外周，刻度尺一端與磁鐵相連接，刻度尺另一端經過主架的正面跨過滾軸通過吊線與鉛垂相連接，鉛垂在主架的背面處于懸吊狀態，浮子滑塊安置在主架的正面滑槽內，套圈在浮子滑塊的下面，讀數針在主架的正面，刻度尺在讀數針的里面。本發明能夠實現對河道、海灘、湖泊、渠道等開敞水域的最低水位的自動記錄，不耗電、不需要人工跟蹤、不依賴任何其它設備，具有結構簡單、成本低廉、制造方便、測量精度高等優點，具有廣闊的應用前景。
【專利說明】磁吸式明渠最低水位自記尺及其方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水利工程與海洋工程測量設施領域，特別是一種磁吸式明渠最低水位自記尺及其方法。
【背景技術】
[0002]目前對開敞水域的水位測量一般使用傳統的水尺進行人工跟蹤讀取或者采用電子水位計進行全過程記錄。前者需要安排較多的巡查人員，連續進行水尺水位的讀取，工作強度大、誤差也較大；后者需要利用專門設備進行數據采集與傳送，一般在專門的水文站、水位測站設置，投入大、運行費用也較高。河道湖泊的最低水位、海灘的最低潮位、溝渠的最低水位是進行河湖健康評估、海灘開發規劃和渠道用水量計算的重要參數，采用傳統的測量方法代價較高、也不方便，因此，迫切需要一種簡便、精確且工作強度小的明渠最低水位自記尺。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種磁吸式明渠最低水位自記尺及其方法。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
磁吸式明渠最低水位自記尺包括主架、刻度尺、套圈、浮子滑塊、磁鐵、讀數針、滾軸、鉛垂和吊線；在主架的頂端安設讀數針和滾軸，套圈內置磁鐵，套圈套在主架的外周，刻度尺一端與磁鐵相連接，刻度尺另一端經過主架的正面跨過滾軸通過吊線與鉛垂相連接，鉛垂在主架的背面處于懸吊狀態，浮子滑塊安置在主架的正面滑槽內，套圈在浮子滑塊的下面，讀數針在主架的正面，刻度尺在讀數針的里面。
[0005]所述的主架的正面采用鐵質材料，套圈的密度大于水的密度，浮子滑塊的密度小于水的密度。所述的刻度尺的正面刻度由上往下逐漸增大，刻度尺為軟尺。所述的套圈和浮子滑塊的總重力大于套圈與主架之間的磁吸摩擦力和鉛垂的重力之和，套圈與主架之間的磁吸摩擦力大于套圈的重力和鉛垂的重力。
[0006]磁吸式明渠最低水位自記方法是:當明渠的水位降低至套圈垂向受力失去平衡時，套圈和浮子滑塊隨之下降，正面的刻度尺下行，鉛垂上行，直至套圈垂向受力重新達到平衡，當明渠的水位超出讀數針所記錄的水位時，浮子滑塊將上浮，套圈將被主架吸住，即使明渠水位發生波動，套圈仍保持不動，從而實現對明渠最低水位的自動記錄。
[0007]本發明的有益效果是:磁吸式明渠最低水位自記尺不耗電，不需要人工跟蹤記錄，不依賴任何其它設備，能夠自動地對河道、海灘、湖泊、渠道等開敞水域的最低水位記錄，本發明結構簡單、成本低廉、制造方便，相比于傳統的水位電測和人工跟蹤讀取等手段優勢明顯，具有廣闊的應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]圖1為采用軟尺的磁吸式明渠最低水位自記尺的立體示意圖；
圖2為采用軟尺的磁吸式明渠最低水位自記尺的正面示意圖；
圖3為采用軟尺的磁吸式明渠最低水位自記尺的背面示意圖；
圖4為采用剛尺的磁吸式明渠最低水位自記尺的立體示意圖；
圖5為磁吸式明渠最低水位自記尺中套圈的示意圖；
圖6為磁吸式明渠最低水位自記尺中浮子滑塊的示意圖。
【具體實施方式】
[0009]如圖1、2、3、5、6所示，磁吸式明渠最低水位自記尺包括主架1、刻度尺2、套圈3、浮子滑塊4、磁鐵5、讀數針6、滾軸7、鉛垂8和吊線9 ;在主架I的頂端安設讀數針6和滾軸7，套圈3內置磁鐵5，套圈3套在主架I的外周，刻度尺2—端與磁鐵5相連接，刻度尺2另一端經過主架I的正面跨過滾軸7通過吊線9與鉛垂8相連接，鉛垂8在主架I的背面處于懸吊狀態，浮子滑塊4安置在主架I的正面滑槽內，套圈3在浮子滑塊4的下面，讀數針6在主架I的正面，刻度尺2在讀數針6的里面。
[0010]所述的主架I的正面采用鐵質材料，套圈3的密度大于水的密度，浮子滑塊4的密度小于水的密度。所述的刻度尺2的正面刻度由上往下逐漸增大，刻度尺2為軟尺。所述的套圈3和浮子滑塊4的總重力大于套圈3與主架I之間的磁吸摩擦力和鉛垂8的重力之和,套圈3與主架I之間的磁吸摩擦力大于套圈3的重力和鉛垂8的重力。
[0011]如圖4所示，磁吸式明渠最低水位自記尺中的刻度尺2也可以采用剛性長尺，這時滾軸7和鉛垂8可以省略。
[0012]本發明在需要測量水位的位置處直接安設組裝好的磁吸式明渠最低水位自記尺，保證主架I豎直，并有足夠的長度以適應水位的變化，率定出水位高程與磁吸式明渠最低水位自記尺讀數針6所讀零點的換算關系，開始使用時將套圈3放置至當前水位，在統計周期的最后時間段讀取讀數針6所指示的數值，用換算關系換算成實際水位高程，即得到統計周期內的最低水位值，在下一個統計周期開始時將套圈3和浮子滑塊4移回當前水位位置，即可開始下一個統計周期的最低水位自記。磁吸式明渠最低水位自記尺安裝、使用方便，投入少，值得推廣應用。
[0013]磁吸式明渠最低水位自記方法是:當明渠的水位降低至套圈3垂向受力失去平衡時，套圈3和浮子滑塊4隨之下降，正面的刻度尺2下行，鉛垂8上行，直至套圈3垂向受力重新達到平衡，當明渠的水位超出讀數針6所記錄的水位時，浮子滑塊4將上浮，套圈3將被主架I吸住，即使明渠水位發生波動，套圈3仍保持不動，從而實現對明渠最低水位的自動記錄。
【權利要求】
1.一種磁吸式明渠最低水位自記尺，其特征在于，它包括主架(I)、刻度尺(2)、套圈(3)、浮子滑塊(4)、磁鐵(5)、讀數針(6)、滾軸(7)、鉛垂(8)和吊線(9);在主架(I)的頂端安設讀數針(6 )和滾軸(7 )，套圈(3 )內置磁鐵(5 )，套圈(3 )套在主架(I)的外周，刻度尺(2)—端與磁鐵(5)相連接，刻度尺(2)另一端經過主架(I)的正面跨過滾軸(7)通過吊線(9)與鉛垂(8)相連接，鉛垂(8)在主架(I)的背面處于懸吊狀態，浮子滑塊(4)安置在主架(1)的正面滑槽內，套圈(3)在浮子滑塊(4)的下面，讀數針(6)在主架(I)的正面，刻度尺(2)在讀數針(6)的里面。
2.根據權利要求1所述的一種磁吸式明渠最低水位自記尺，其特征在于，所述的主架(O的正面采用鐵質材料，套圈(3)的密度大于水的密度，浮子滑塊(4)的密度小于水的密度。
3.根據權利要求1所述的一種磁吸式明渠最低水位自記尺，其特征在于，所述的刻度尺(2)的正面刻度由上往下逐漸增大，刻度尺(2)為軟尺。
4.根據權利要求1所述的一種磁吸式明渠最低水位自記尺，其特征在于，所述的套圈(3)和浮子滑塊(4)的總重力大于套圈(3)與主架(I)之間的磁吸摩擦力和鉛垂(8)的重力之和，套圈(3)與主架(I)之間的磁吸摩擦力大于套圈(3)的重力和鉛垂(8)的重力。
5.一種使用如權利要求1所述自記尺的磁吸式明渠最低水位自記方法，其特征在于，當明渠的水位降低至套圈(3)垂向受力失去平衡時，套圈(3)和浮子滑塊(4)隨之下降，正面的刻度尺(2)下行，鉛垂(8)上行，直至套圈(3)垂向受力重新達到平衡，當明渠的水位超出讀數針(6)所記錄的水位時，浮子滑塊(4)將上浮，套圈(3)將被主架(I)吸住，即使明渠水位發生波動，套圈(3)仍保持不動，從而實現對明渠最低水位的自動記錄。
【文檔編號】G01F23/66GK103487117SQ201310423676
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】顧正華, 趙世凱, 鐘京華 申請人:浙江大學