一种可旋转轨道移动式水位、流量计支架

王君善

摘 要：目前，水利行业在进行河道、渠道、水库、湖泊水位信息采集监测时，为了保证水位信息的时效性，大部采用非接触气介式超声波、微波、雷达水位计进行实时监测，该类仪器安装从上世纪90年代开始至今就一直采用传统结构，传感器安装支架多为用一根水平钢管，钢管长度根据水位计主支架立柱（塔）距有效水面距离确定，将传感器固定安装在水平钢管前端，使仪器处于主流水面正上方。这种安装方法：仪器安装位置固定，安装过程复杂，结构安全性、可操作性较低，只能满足水位监测最基本的要求；再者，由于仪器安装在支架前端，仪器安装拆卸时需要将安装人员悬吊在空中爬行到支架前端进行安装、拆卸，安装和日常维护极不方便且安全隐患较大。因此，当前使用的这种仪器安装方式具有明显的不足和缺陷。

关键词：移动式水位；流量计支架；轨道

中图分类号：TH816 文献标志码：A 文章编号：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 常見水位计支架结构

常见水位计传感器安装支架多为用一根水平钢管，钢管长度根据水位计主支架立柱（塔）距有效水面距离确定，为了保证支架稳定，减少风振（刮风引起支架上下左右摆动）影响，支架长度一般不超过6m，将仪器固定安装在水平钢管前端，使仪器处于主流水面正上方，仪器安装位置固定，不能前后移动、水平360°旋转；当河床主流位置摆动较大时，仪器可能偏离主流水面上方，严重影响水位、流量监测（常见仪器安装支架，见下图）。

2 旋转的轨道移动式水位结构

为了解决非接触气介式超声波、微波、雷达水位计在安装、使用和日常维护过程中存在的技术问题，我们经过不断的摸索实践和分析研究，设计了一种高效、便捷、安全的非接触气介式水位计安装支架，这种支架结构由立柱、转轴、悬臂支架、轨道、仪器安装基座、循回轮、驱动轮、循回索、基座卡舌、循回索调紧弹簧等部件组成，既满足了监测仪器正常安装并且良好运行的要求，又避免了上述提到的不足和缺陷。通过前后移动、水平360°旋转，调整仪器位置，使仪器始终处于河道主流水面正上方，确保正常监测；当进行安装和日常维护拆卸时，通过循回驱动轮驱动循回索拖动仪器前后水平运行，将仪器从支架前端移动至后端检修平台上方，检修人员在平台上进行安装和日常维护拆卸，彻底解决了非接触气介式超声波、微波、雷达水位计在安装、使用和日常维护过程中存在的技术问题，其具体设计见图2至图4。

2.1 悬臂支架结构

悬臂支架长度根据水位计主支架立柱（塔）距有效水面距离和河床带动范围确定，为了保证支架稳定，减少风振（刮风引起支架上下左右摆动）影响，支架长度稳定河床一般不超过8m、摆动河床一般不超过15m，具体结构尺寸如下：

2.1.1 稳定河床支架结构

支架采用钢结构形式，总长度不超过8m，采用80*3方钢管，在方钢管下部安装30*30*3角或重型吊轨作为滑动轨道，里端安装驱动轮，顶端安装巡回轮，軌道内安装可移动仪器基座，轨道顶端内部设置仪器基座卡舌。如图2所示。

2.1.2 摆动河床支架结构

计支架采用钢结构形式，总长度不超过15.0m，在总长度1/2处左右靠近塔体一侧采用三角桁架结构，靠近水面一侧采用80*3方钢管，在方钢管下部安装30*30*3角钢作为滑动轨道，里端安装驱动轮，顶端安装巡回轮，轨道内安装可移动仪器基座，轨道顶端内部设置仪器基座卡舌。如图5所示。

2.2 旋转机构

旋转轴采用外直径150-500mm厚壁无缝钢管、外套采用内直径155-510mm厚壁无缝钢管加工，长度1500mm，外套顶端预留固定螺母，悬臂固定不动时采用螺栓顶丝固定（如图1所示）。

3 应用效果

该支架结构解决了常见水位计支架安装、使用维护不便，避免了因河床摆动使仪器不能始终处于主流水面正上方对水位、流量进行有效监测的问题。该设备于2014研制成功，经在渭河魏家堡水文站、泾河东庄水库水文监测系统、泾河张家山、北洛河状头等10多处水文站使用，与现有水位、流量计固定安装方式相比，采用本实用新型所述的可旋转的轨道移动式水位、流量计支架结构，当河床主流发生较大摆动，仪器不能置于主流水面正上方进行监测时，可通过前后移动、水平360°旋转，调整仪器位置，使仪器始终处于主流水面正上方实现水位、流量有效监测；在进行安装和日常维护拆卸时，通过循回驱动轮驱动循回索拖动仪器前后水平运行，将仪器从支架前端移动至检修平台上方，检修人员站在平台上安全操作，确保人员安全。这种支架安全可靠，安装维护方便，可在水文监测、水库调度管理、灌区灌溉管理调度、交通监控及其它行业广泛应用。

该旋转的轨道移动式水位、流量计支架经过在渭河魏家堡等10多处水文站4年使用，具有技术先进、加工安装方便、安全可靠的特点，并于2017年2月获得国家实用新型技术专利（专利号：201720156740.3），可在水利行业水文测验及其它行业中广泛应用。

参考文献：

[1]SL622-2014.水文缆道设计规范[S].

[2]SL384-2007.水位观测平台技术标准[S].

[3]GB/T50138-2010.水文观测标准[S].