王君善

摘 要：目前，水利行業(yè)在進(jìn)行河道、渠道、水庫、湖泊水位信息采集監(jiān)測時，為了保證水位信息的時效性，大部采用非接觸氣介式超聲波、微波、雷達(dá)水位計進(jìn)行實時監(jiān)測，該類儀器安裝從上世紀(jì)90年代開始至今就一直采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，傳感器安裝支架多為用一根水平鋼管，鋼管長度根據(jù)水位計主支架立柱（塔）距有效水面距離確定，將傳感器固定安裝在水平鋼管前端，使儀器處于主流水面正上方。這種安裝方法：儀器安裝位置固定，安裝過程復(fù)雜，結(jié)構(gòu)安全性、可操作性較低，只能滿足水位監(jiān)測最基本的要求；再者，由于儀器安裝在支架前端，儀器安裝拆卸時需要將安裝人員懸吊在空中爬行到支架前端進(jìn)行安裝、拆卸，安裝和日常維護(hù)極不方便且安全隱患較大。因此，當(dāng)前使用的這種儀器安裝方式具有明顯的不足和缺陷。

關(guān)鍵詞：移動式水位；流量計支架；軌道

中圖分類號：TH816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）15-0036-02

Abstract： At present， in order to ensure the timeliness of water level information， most water conservancy industry uses non-contact gas medium ultrasonic， microwave and radar water level meter to monitor the water level information of river， canal， reservoir and lake. The installation of this kind of instrument has been using traditional structure since the 1990s， and the sensor mounting support is mostly a horizontal steel pipe. The length of the steel pipe is determined by the distance from the main support column （tower） to the effective water surface of the water level meter. The sensor is fixed to the front end of the horizontal steel tube， so that the instrument is directly above the main water surface. This is the installation method： the installation position of the instrument is fixed， the installation process is complex， the structure safety and maneuverability are low， it can only meet the most basic requirements of water level monitoring； moreover， because the instrument is installed in the front end of the support， when the instrument is installed and disassembled， the installation personnel should be suspended and crawled to the front end of the support for installation and disassembly. The installation and daily maintenance are extremely inconvenient and the safety risks are great. Therefore， the current installation of this instrument has obvious shortcomings and defects.

Keywords： mobile water level； flowmeter support； track

1 常見水位計支架結(jié)構(gòu)

常見水位計傳感器安裝支架多為用一根水平鋼管，鋼管長度根據(jù)水位計主支架立柱（塔）距有效水面距離確定，為了保證支架穩(wěn)定，減少風(fēng)振（刮風(fēng)引起支架上下左右擺動）影響，支架長度一般不超過6m，將儀器固定安裝在水平鋼管前端，使儀器處于主流水面正上方，儀器安裝位置固定，不能前后移動、水平360°旋轉(zhuǎn)；當(dāng)河床主流位置擺動較大時，儀器可能偏離主流水面上方，嚴(yán)重影響水位、流量監(jiān)測（常見儀器安裝支架，見下圖）。

2 旋轉(zhuǎn)的軌道移動式水位結(jié)構(gòu)

為了解決非接觸氣介式超聲波、微波、雷達(dá)水位計在安裝、使用和日常維護(hù)過程中存在的技術(shù)問題，我們經(jīng)過不斷的摸索實踐和分析研究，設(shè)計了一種高效、便捷、安全的非接觸氣介式水位計安裝支架，這種支架結(jié)構(gòu)由立柱、轉(zhuǎn)軸、懸臂支架、軌道、儀器安裝基座、循回輪、驅(qū)動輪、循回索、基座卡舌、循回索調(diào)緊彈簧等部件組成，既滿足了監(jiān)測儀器正常安裝并且良好運行的要求，又避免了上述提到的不足和缺陷。通過前后移動、水平360°旋轉(zhuǎn)，調(diào)整儀器位置，使儀器始終處于河道主流水面正上方，確保正常監(jiān)測；當(dāng)進(jìn)行安裝和日常維護(hù)拆卸時，通過循回驅(qū)動輪驅(qū)動循回索拖動儀器前后水平運行，將儀器從支架前端移動至后端檢修平臺上方，檢修人員在平臺上進(jìn)行安裝和日常維護(hù)拆卸，徹底解決了非接觸氣介式超聲波、微波、雷達(dá)水位計在安裝、使用和日常維護(hù)過程中存在的技術(shù)問題，其具體設(shè)計見圖2至圖4。

2.1 懸臂支架結(jié)構(gòu)

懸臂支架長度根據(jù)水位計主支架立柱（塔）距有效水面距離和河床帶動范圍確定，為了保證支架穩(wěn)定，減少風(fēng)振（刮風(fēng)引起支架上下左右擺動）影響，支架長度穩(wěn)定河床一般不超過8m、擺動河床一般不超過15m，具體結(jié)構(gòu)尺寸如下：

2.1.1 穩(wěn)定河床支架結(jié)構(gòu)

支架采用鋼結(jié)構(gòu)形式，總長度不超過8m，采用80*3方鋼管，在方鋼管下部安裝30*30*3角或重型吊軌作為滑動軌道，里端安裝驅(qū)動輪，頂端安裝巡回輪，軌道內(nèi)安裝可移動儀器基座，軌道頂端內(nèi)部設(shè)置儀器基座卡舌。如圖2所示。

2.1.2 擺動河床支架結(jié)構(gòu)

計支架采用鋼結(jié)構(gòu)形式，總長度不超過15.0m，在總長度1/2處左右靠近塔體一側(cè)采用三角桁架結(jié)構(gòu)，靠近水面一側(cè)采用80*3方鋼管，在方鋼管下部安裝30*30*3角鋼作為滑動軌道，里端安裝驅(qū)動輪，頂端安裝巡回輪，軌道內(nèi)安裝可移動儀器基座，軌道頂端內(nèi)部設(shè)置儀器基座卡舌。如圖5所示。

2.2 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)

旋轉(zhuǎn)軸采用外直徑150-500mm厚壁無縫鋼管、外套采用內(nèi)直徑155-510mm厚壁無縫鋼管加工，長度1500mm，外套頂端預(yù)留固定螺母，懸臂固定不動時采用螺栓頂絲固定（如圖1所示）。

3 應(yīng)用效果

該支架結(jié)構(gòu)解決了常見水位計支架安裝、使用維護(hù)不便，避免了因河床擺動使儀器不能始終處于主流水面正上方對水位、流量進(jìn)行有效監(jiān)測的問題。該設(shè)備于2014研制成功，經(jīng)在渭河魏家堡水文站、涇河?xùn)|莊水庫水文監(jiān)測系統(tǒng)、涇河張家山、北洛河狀頭等10多處水文站使用，與現(xiàn)有水位、流量計固定安裝方式相比，采用本實用新型所述的可旋轉(zhuǎn)的軌道移動式水位、流量計支架結(jié)構(gòu)，當(dāng)河床主流發(fā)生較大擺動，儀器不能置于主流水面正上方進(jìn)行監(jiān)測時，可通過前后移動、水平360°旋轉(zhuǎn)，調(diào)整儀器位置，使儀器始終處于主流水面正上方實現(xiàn)水位、流量有效監(jiān)測；在進(jìn)行安裝和日常維護(hù)拆卸時，通過循回驅(qū)動輪驅(qū)動循回索拖動儀器前后水平運行，將儀器從支架前端移動至檢修平臺上方，檢修人員站在平臺上安全操作，確保人員安全。這種支架安全可靠，安裝維護(hù)方便，可在水文監(jiān)測、水庫調(diào)度管理、灌區(qū)灌溉管理調(diào)度、交通監(jiān)控及其它行業(yè)廣泛應(yīng)用。

該旋轉(zhuǎn)的軌道移動式水位、流量計支架經(jīng)過在渭河魏家堡等10多處水文站4年使用，具有技術(shù)先進(jìn)、加工安裝方便、安全可靠的特點，并于2017年2月獲得國家實用新型技術(shù)專利（專利號：201720156740.3），可在水利行業(yè)水文測驗及其它行業(yè)中廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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