阅读说明：本技术 一种水电站用漂浮式水位报警装置 (Floating type water level alarm device for hydropower station ) 是由 马明刚 严良平 黄彦庆 王建忠 郑贤喜 程剑林 晁新刚 徐步超 吴刚 周智 叶宇 于 2020-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水电站用漂浮式水位报警装置,包括固定在河堤上的测量架体(1),测量架体(1)的表面设有可升降的漂浮组件(4),测量架体(1)内部形成密封腔室,密封腔室内按间隔分布有若干水位报警开关(2),水位报警开关(2)一侧设有转动连接密封腔室的摆杆组件(3),摆杆组件(3)一端与水位报警开关(2)相互接触,摆杆组件(3)端部延伸至密封腔室外侧并与漂浮组件(4)相互接触,摆杆组件(3)和测量架体(1)之间经密封组件(5)相互连接。本发明具有监测稳定性好、报警器不易损坏的特点。(The invention discloses a floating type water level alarm device for a hydropower station, which comprises a measuring frame body (1) fixed on a river levee, wherein a liftable floating assembly (4) is arranged on the surface of the measuring frame body (1), a sealed cavity is formed inside the measuring frame body (1), a plurality of water level alarm switches (2) are distributed in the sealed cavity at intervals, a swing rod assembly (3) rotatably connected with the sealed cavity is arranged on one side of each water level alarm switch (2), one end of each swing rod assembly (3) is in mutual contact with the corresponding water level alarm switch (2), the end part of each swing rod assembly (3) extends to the outer side of the sealed cavity and is in mutual contact with the corresponding floating assembly (4), and the swing rod assemblies (3) are mutually connected with the measuring frame body (1) through the sealed assemblies (. The invention has the characteristics of good monitoring stability and difficult damage of the alarm.)

一种水电站用漂浮式水位报警装置

技术领域

本发明涉及一种水位报警装置，特别是一种水电站用漂浮式水位报警装置。

背景技术

水电站的上游引水口断面和下游尾水口断面之间的水位差值是水电站调整水轮机运行的重要参数，当水位过高或洪峰来临时，如果没有稳定的水位监测系统进行预警，会对大坝造成严重的安全问题。由于水电站所监测的水体存在深度较大和作业环境复杂的特性，其传感器容易受到暴雨、洪涝或快流速的水流影响，严重降低其监测精度；且随着运行时间的加长，传感器的准确性、稳定性和检测精度也随之降低。因此市面上绝大多数的常规液位计很难符合水电站对液位监测机构稳定性要求高、监测周期长的需求。

传统水电站的监测方法是由人工定期前往测量现场利用水位棒获得水位信息，但由于所需的测量位置分别位于水体上游和下游，使得该方式存在监测效率较低且耗费人力的问题，因而目前的水电站逐渐通过自动化的水位报警装置来取代人工监测。该水位报警装置是依次设置多个报警器，并将报警器的接线端设置在不同高度的水体内；当水位上升后，会对接线端形成浸没并完成电路导通，使报警器在通路后发出警报。利用不同高度的接线端实现对不同高度的水位监测。

但这种水位报警装置会造成其接线端长期浸泡在水体内，导致水体会在浸泡后对接线端形成持续的腐蚀和冲刷，容易出现失灵或损坏的现象，稳定性较低并需要定期进行维护和更换。此外，水位在升降时会造成其水面的上下浮动，当水面处于与接线端的临界位置时，该浮动状态会使报警器产生导通与断路之间的频繁波动。针对这一现象，常规报警装置仅采用常规的一阶滞后滤波算法来克服高频波动带来的周期性干扰；但这种滤波算法存在采样周期长、灵敏度低的问题，一旦水位高度出现短时间、大幅度的变化时，系统很难迅速反应并进行报警，降低了报警装置在监测过程中的即时性和准确性。

因此，现有用于水位监测的水位报警装置存在监测稳定性差、报警器容易损坏的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水电站用漂浮式水位报警装置。它具有监测稳定性好、报警器不易损坏的特点。

本发明的技术方案：一种水电站用漂浮式水位报警装置，包括固定在河堤上的测量架体，测量架体的表面设有可升降的漂浮组件，测量架体内部形成密封腔室，密封腔室内按间隔分布有若干水位报警开关，水位报警开关一侧设有转动连接密封腔室的摆杆组件，摆杆组件一端与水位报警开关相互接触，摆杆组件端部延伸至密封腔室外侧并与漂浮组件相互接触，摆杆组件和测量架体之间经密封组件相互连接。

前述的一种水电站用漂浮式水位报警装置中，所述摆杆组件包括转动连接在测量架体上的摆动轴，摆动轴的一端设有第一摆杆，摆动轴的另一端延伸至密封腔室外侧并设有第二摆杆，第一摆杆一端设有对水位报警开关形成按压的压合面，第一摆杆另一端设有弯折块，第二摆杆与漂浮组件相互接触；所述测量架体的侧壁上设有位于第一摆杆端部两侧的阻挡面，阻挡面的内侧设有与弯折块相互扣合的凹面。

前述的一种水电站用漂浮式水位报警装置中，所述密封组件包括连接法兰，连接法兰的外部与测量架体细牙螺纹连接，连接法兰内部与摆动轴的外壁完全贴合，连接法兰端部和测量架体之间设有密封圈，密封圈的内环与摆动轴的外壁相互贴合。

前述的一种水电站用漂浮式水位报警装置中，所述漂浮组件包括升降板，升降板的左右两侧与测量架体滑动连接，升降板内侧设有与第二摆杆相互碰撞的碰撞块，升降板外侧转动连接有位于水体表面的浮球。

前述的一种水电站用漂浮式水位报警装置中，所述第二摆杆靠近碰撞块一端设有金属弹片，金属弹片沿测量架体长度方向与碰撞块相互干涉。

前述的一种水电站用漂浮式水位报警装置中，所述浮球经转动杆沿竖直方向转动连接在升降板上，转动杆的端部设有凸出部，所述升降板上设有对转动杆的端部形成限位的限位块，限位块分别位于限位块的上下两侧。

前述的一种水电站用漂浮式水位报警装置中，所述转动杆的转动角度为20°～30°。

前述的一种水电站用漂浮式水位报警装置中，所述水位报警开关包括与摆杆组件配合的按钮开关，按钮开关经连接电路延伸至测量架体的顶部并连接有水位报警器。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

(1)本发明能够有效避免水位报警开关直接与水体进行接触，提高了水位报警开关的工作稳定性和使用寿命；同时，摆杆组件与漂浮组件均采用机械联动的结构完成对水位报警开关的开关动作，避免电气元件受水体浸泡后产生的故障问题，提高了本发明整体的监测稳定性和使用寿命；同时，通过机械结构触发水位报警开关的方式，还能够减轻传感器灵敏度对报警准确性造成的影响，从而使本发明能够在完整监测周期内保证其监测稳定性；

(2)本发明通过摆杆组件的结构配合，能够避免外部水体的流动和起伏造成成摆动轴的自由转动，从而减轻水位高度在大幅升降和流动过程中对联动机构造成的干扰，提高了摆杆组件对水位报警开关的按压稳定性；

(3)本发明通过密封组件的配合可以起到良好的密封防水效果，避免水分从间隙处进入密封腔室内，提高了本发明对水位报警开关的隔水效果和稳定性；

(4)本发明漂浮组件的结构配合使浮球能够在在小角度内进行升降转动，从而使浮球在随水面波动过程中不会触动水位报警装置的频繁开关，进一步提高了对水位的监测稳定性并降低了水位报警装置在频繁开关下的使用损耗，提高了本发明的使用寿命；且利用机械结构实现滤波的方式相比常规的滤波算法，不会产生延时报警和降低灵敏度的问题，并能够对水体的高频波动和短期大幅升降进行快速反应，克服了滤波算法的局限性和复杂天气情况带来的干扰，进一步提高了本发明对水位的监测准确性和即时性；

(5)本发明利用通过对金属弹片进行拨动完成对摆动轴的转动，可以使升降板重复升降过程中保持对水位报警装置的稳定开关，保证了本发明的监测效果；

所以，本发明具有监测稳定性好、报警器不易损坏的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A向放大图；

图3是第一摆杆和按钮开关的结构示意图；

图4是碰撞块和第二摆杆的结构示意图；

图5是密封组件的结构示意图。

附图中的标记为：1-测量架体，2-水位报警开关，3-摆杆组件，4-漂浮组件，5-密封组件，101-阻挡面，102-凹面，301-摆动轴，302-第一摆杆，303-第二摆杆，304-弯折块，305-金属弹片，401-升降板，402-碰撞块，403-浮球，404-转动杆，405-凸出部，406-限位块，501-连接法兰，502-密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种水电站用漂浮式水位报警装置，构成如图1所示，包括固定在河堤上的测量架体1，测量架体1的表面设有可升降的漂浮组件4，测量架体1内部形成密封腔室，密封腔室内沿测量架体1长度方向按间隔分布有若干水位报警开关2，水位报警开关2一侧设有转动连接密封腔室的摆杆组件3，摆杆组件3一端与水位报警开关2相互接触，摆杆组件3端部延伸至密封腔室外侧并与漂浮组件4相互接触，摆杆组件3和测量架体1之间经密封组件5相互连接。

所述摆杆组件3包括转动连接在测量架体1上的摆动轴301，摆动轴301的一端设有第一摆杆302，摆动轴301的另一端延伸至密封腔室外侧并设有第二摆杆303，第一摆杆302一端设有对水位报警开关2形成按压的压合面，第一摆杆302经转动后通过压合面对水位报警开关2进行按压，第一摆杆302另一端设有弯折块304，第二摆杆303与漂浮组件4相互接触；所述测量架体1的侧壁上设有位于第一摆杆302端部两侧的阻挡面101，阻挡面101的内侧设有与弯折块304相互扣合的凹面102。

所述密封组件5包括连接法兰501，连接法兰501的外部与测量架体1细牙螺纹连接，连接法兰501内部与摆动轴301的外壁完全贴合，连接法兰501端部和测量架体1之间设有密封圈502，密封圈502的内环与摆动轴301的外壁相互贴合。

所述漂浮组件4包括升降板401，升降板401的左右两侧与测量架体1滑动连接，升降板401内侧设有与第二摆杆303相互碰撞的碰撞块402，升降板401外侧转动连接有位于水体表面的浮球403。

所述第二摆杆303靠近碰撞块402一端设有金属弹片305，金属弹片305沿测量架体1长度方向位于碰撞块402的边缘位置并与碰撞块402相互干涉；该金属弹片305弯曲所需的扭力大于弯折块304的变形力。

所述浮球403经转动杆404沿竖直方向转动连接在升降板401上，转动杆404的端部设有凸出部405，所述升降板401上设有对转动杆404的端部形成限位的限位块406，限位块406分别位于限位块406的上下两侧。

所述转动杆404的转动角度为20°～30°。

所述水位报警开关2包括与摆杆组件3配合的按钮开关，按钮开关经连接电路延伸至测量架体1的顶部并连接有水位报警器，连接电路设置在密封腔室内。

本发明的工作原理：本发明安装在坝体侧壁上，其测量架体1下端伸入水体内，漂浮组件4在浮球403的作用下处于水体表面。当水位上升时，由浮球403带动升降板401向上移动，升降板401在移动过程中其碰撞块402与第二摆杆303端部的金属弹片305接触，并通过第二摆杆303带动摆动轴301进行旋转。摆动轴301上的第一摆杆302在初始状态时与按钮开关相互脱离，同时其端部的弯折块304与一侧的凹面102相互扣合；当摆动轴301在旋转时，扭力带动弯折块304产生弯折并脱离凹面102，同时第一摆杆302朝按钮开关方向旋转并利用压合面将按钮开关按下，按钮开关触发水位报警器进行报警，即实现对该高度水位的报警工作。

第一摆杆302转动到位后处于按钮开关的中间位置，同时弯折块304扣入另一侧的凹面102内并与阻挡面101相互贴合，无法继续转动。在该位置时，碰撞块402的上升无法带动金属弹片305继续转动，并造成金属弹片305的受力弯曲，从而使金属弹片305弯曲后瞬间脱离碰撞块402，并在复位时处于碰撞块402的下方；碰撞块402在升降板的带动下继续上升并完成对下一水位报警开关2的报警。同理，当水位下降时，由漂浮组件4依次带动各摆杆组件3的第一摆杆302脱离按钮开关，关闭报警。

浮球403在受水面的影响产生浮动时，可以在凸出部405和限位块406的限位作用在20°～30°范围内进行自由转动升降，即转动过程中不会造成升降板401的升降。该升降范围是水位高度不变时浮球403受水面影响产生的自然浮动，此时凸出部405在两侧限位块406之间自由转动；当水位高度变化时，转动杆404端部的凸出部405与其中一侧的限位块406相互抵合，随之带动升降板401进行升降。