一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置的制作方法

1.本发明属于水文测验设备领域，涉及一种水深检测的水尺装置，特别涉及一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置。


背景技术：

2.水尺是进行水位观测的基本工具，将水尺直立式安装在水中，观读水面在水尺刻度上的位置，是进行水位观测的基本方法。当前，随着自动化和信息化改革的不断深入，人工观读水位的方式逐渐被基于图像识别技术的摄像头自动观读方式所取代。水尺所在的基层水文测站即转向“无人值守、有人看管”的新型运管模式。但是，无人值守下的自动观读技术仍有两个难题尚未解决，一是当有水上漂浮物缠住水尺并遮挡水尺刻度时，无法进行自动观读；二是当有淤泥吸附在水尺上并遮挡水尺刻度时，无法进行自动观读。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决有水上漂浮物缠住水尺或者有淤泥附着在水尺上并遮挡水尺刻度时，无法进行水位自动观读的问题，提供一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置, 能在不通电的情况下自动清理水尺附近的水草和擦洗水尺上的淤泥，提升无人值守时摄像头自动观读水位的运行稳定性。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，包括竖立在河道中用于测水位的水尺，水尺朝向岸边的侧面标有刻度，所述水尺外套设有浮动在水面上的拦污擦洗机构，所述拦污擦洗机构从上到下依次包括上套环、拦污浮圈和下套环，拦污浮圈的直径大于上套环、下套环的直径，上套环和拦污浮圈之间设有若干连杆，下套环与拦污浮圈之间设有若干连杆，上套环和下套环之间设有竖杆，竖杆朝向水尺的内侧设有毛刷，拦污浮圈的外壁设有若干齿型的转页，转页一侧壁为受水流冲击的台阶面、另一侧壁为平滑导流的弧面。在水文监测领域，当水流泥沙含量较大时、或者水面漂浮物较多时，通常是水流较急时。本方案中，拦污浮圈漂浮在水位线上，当水流较急时，水流冲击拦污浮圈的转页，使拦污浮圈转动，从而带动上套环并进一步带动毛刷转动，对水尺上可能存在的污泥进行清理，当水流放缓时，水流冲击力不足以克服毛刷与水尺之间的相对阻力时，拦污浮圈停止转动。另外，当上游有杂草等杂物漂流而下到水尺位置时，拦污浮圈可以阻挡杂物，避免杂物直接挂到水尺上，由于拦污浮圈可以转动，杂物碰到拦污浮圈会沿圆周滑走，不能滑走的杂物受到水流冲击会带动拦污浮圈转动、将杂物甩动到下游侧并被水流冲走。本装置不使用电控部件，无需通电，因此也没有密封阻水的需求，结构简单，利用水流动力自驱动式清理擦洗水尺，并对水流中的杂物污物进行拦截，保证水尺自动观读的长时间有效运管。
5.作为优选，所述转页包括大转页和小转页，大转页的台阶面宽度大于小转页的台阶面宽度，所述拦污浮圈的一侧设置一个小转页或者连续设置若干个小转页，其余均为大转页。转页受水流冲击而转动，小转页受到的冲击力明显小于大转页，在水流流速的减速变
化过程中，小转页受到的冲击力率先达到临界值而与毛刷阻力达到平衡，因此，采用大小转页的设置，使拦污浮圈的转动停止位置可以基本固定为小转页台阶面受水流冲击的位置，便于该位置的定位控制，避免毛刷、连杆等结构阻挡自动观读的视线。
6.作为优选，所述小转页台阶面转动到水流冲击侧时，连杆、毛刷均错开水尺标有刻度的侧面。
7.作为优选，各转页的台阶面均设置于顺时针侧，或者各转页的台阶面均设置于逆时针侧。各转页的台阶面同向设置，确保拦污浮圈持续受冲击而转动。
8.作为优选，所述拦污浮圈采用浮力材料制成，所述浮力材料为塑料或者橡胶材质。
9.作为优选，所述上套环和下套环的尺寸一致，上套环、下套环内径大于水尺的最大处外径，拦污浮圈直径大于上套环的直径，所述拦污浮圈直径为水尺最大处外径的5～10倍。上套环、下套环内径略大于水尺外径，保证转动轴线稳定；拦污浮圈外径远大于水尺外径，使拦污浮圈的转页具有较长的力臂，产生足够的转动扭矩，并减少对观读视线的遮挡。
10.作为优选，所述水尺为方形水尺，水尺最大处外径为对角线长度；或者所述水尺为圆形水尺，水尺最大处外径为水尺直径。
11.作为优选，所述毛刷为棕毛刷。
12.本发明无需通电，没有密封阻水的需求，结构简单，利用水流动力自驱动式清理擦洗水尺，并对水流中的杂物污物进行拦截，保证水尺自动观读的长时间有效运管。
附图说明
13.下面结合附图对本发明做进一步说明。
14.图1是本发明的一种结构示意图。
15.图2是本发明的小转页受水流冲击的位置示意图图中：1、水尺，2、上套环，3、拦污浮圈，4、下套环，5、连杆，6、竖杆，7、毛刷，8、大转页，9、小转页，10、水位自动观读摄像头。
具体实施方式
16.下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
17.实施例：一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，如图1所示。本装置包括竖立在河道中用于测水位的水尺1，水尺1为方形水尺，朝向岸边的侧面标有刻度。水尺1外套设有浮动在水面上的拦污擦洗机构，所述拦污擦洗机构从上到下依次包括上套环2、拦污浮圈3和下套环4。上套环2和下套环4的尺寸一致、上套环和下套环内径均略大于方形水尺的对角线长度的最大处外径。拦污浮圈3为塑料浮筒结构，内部填充泡沫材料，拦污浮圈3直径大于上套环的直径，所述拦污浮圈3直径为水尺对角线长度的5～10倍。
18.上套环2和拦污浮圈3之间均匀设有三根从上到下向外倾斜的连杆5，下套环与拦污浮圈之间设有若干从下到上向外倾斜的连杆5，上套环和下套环之间设有竖杆6，竖杆朝向水尺的内侧设有毛刷7，毛刷为棕毛刷。拦污浮圈3的外壁设有若干齿型的转页，转页一侧壁为受水流冲击的台阶面、另一侧壁为平滑导流的弧面。如图2所示，各转页的台阶面均设置于俯视逆时针侧。
19.如图2所示，转页包括大转页8和小转页9，大转页的台阶面宽度大于小转页的台阶
面宽度，本例中，转页共设置6个，其中拦污浮圈的一侧设置一个小转页9，其余5个均为大转页8。所述小转页台阶面转动到水流冲击侧时，连杆3、毛刷7均错开水尺1标有刻度的侧面，避免遮挡视线，方便岸上的水位自动观读摄像头10读数。当转页数量较多时，小转页9也可以在拦污浮圈3的一侧连续设置两个、三个，使大转页和小转页受水流冲击扭矩产生更加明显的区别。
20.拦污浮圈套在水尺外侧，漂浮在水位线上，当水流较急时，水流冲击拦污浮圈的转页，使拦污浮圈转动，从而带动上套环并进一步带动毛刷转动，对水尺上可能存在的污泥进行清理，当水流放缓时，水流冲击力不足以克服毛刷的与水尺之间的相对阻力，拦污浮圈停止转动。另外，当上游有杂草等杂物漂流而下到水尺位置时，拦污浮圈可以阻挡杂物，避免杂物直接挂到水尺上，由于拦污浮圈可以转动，杂物碰到拦污浮圈会沿圆周滑走，不能滑走的杂物受到的水流冲击会带动拦污浮圈转动、将杂物甩动到下游侧并被水流冲走。


技术特征：
1.一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，包括竖立在河道中用于测水位的水尺，水尺朝向岸边的侧面标有刻度，其特征在于：所述水尺外套设有浮动在水面上的拦污擦洗机构，所述拦污擦洗机构从上到下依次包括上套环、拦污浮圈和下套环，拦污浮圈的直径大于上套环、下套环的直径，上套环和拦污浮圈之间设有若干连杆，下套环与拦污浮圈之间设有若干连杆，上套环和下套环之间设有竖杆，竖杆朝向水尺的内侧设有毛刷，拦污浮圈的外壁设有若干齿型的转页，转页一侧壁为受水流冲击的台阶面、另一侧壁为平滑导流的弧面。2.根据权利要求1所述的一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，其特征在于：所述转页包括大转页和小转页，大转页的台阶面宽度大于小转页的台阶面宽度，所述拦污浮圈的一侧设置一个小转页或者连续设置若干个小转页，其余均为大转页。3.根据权利要求2所述的一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，其特征在于：所述小转页台阶面转动到水流冲击侧时，连杆、毛刷均错开水尺标有刻度的侧面。4.根据权利要求1或2或3所述的一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，其特征在于：各转页的台阶面均设置于顺时针侧，或者各转页的台阶面均设置于逆时针侧。5.根据权利要求1或2或3所述的一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，其特征在于：所述拦污浮圈采用浮力材料制成，所述浮力材料为塑料或者橡胶材质。6.根据权利要求1或2或3所述的一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，其特征在于：所述上套环和下套环的尺寸一致，上套环、下套环的内径大于水尺的最大处外径，拦污浮圈直径大于上套环的直径，所述拦污浮圈直径为水尺最大处外径的5～10倍。7.根据权利要求6所述的一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，其特征在于：所述水尺为方形水尺，水尺最大处外径为对角线长度；或者所述水尺为圆形水尺，水尺最大处外径为水尺直径。8.根据权利要求1或2或3所述的一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，其特征在于：所述毛刷为棕毛刷。

技术总结
本发明涉及一种水流自驱动的水尺自动擦洗及拦污装置，解决有水上漂浮物缠住水尺或者有淤泥附着在水尺上并遮挡水尺刻度时，无法进行水位自动观读的问题。本装置水尺外套设有浮动在水面上的拦污擦洗机构，拦污擦洗机构从上到下依次包括上套环、拦污浮圈和下套环，拦污浮圈的直径大于上套环、下套环的直径，上套环、下套环与拦污浮圈之间分别设有若干连杆，上套环和下套环之间设有竖杆，竖杆朝向水尺的内侧设有毛刷，拦污浮圈的外壁设有若干齿型的转页，转页一侧壁为受水流冲击的台阶面、另一侧壁为平滑导流的弧面。本发明结构简单，利用水流动力自驱动式清理擦洗水尺，并对水流中的杂物污物进行拦截，保证水尺自动观读的长时间有效运管。效运管。效运管。


技术研发人员：陈金浩 邱超 刘福瑶 田玺泽 王淑英 王浩 闵惠学 郦英 黄士稳 邵加健 许波刘 秦巍
受保护的技术使用者：浙江省水文管理中心
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/1/11