自動(dòng)化便攜式測(cè)速支架的應(yīng)用

尚俊生　張雨　孫華光　黃國(guó)飛

【摘 要】黃河下游主河道屬于寬淺河道，枯水期，當(dāng)流量少于300m3/s左右時(shí)，測(cè)驗(yàn)河段就開(kāi)始出現(xiàn)夾溝、雞心灘，平時(shí)用于經(jīng)常測(cè)驗(yàn)的機(jī)動(dòng)測(cè)船只能測(cè)取主流，無(wú)法達(dá)到夾溝進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。為測(cè)取夾溝流量，只好采用沖鋒舟繞過(guò)雞心灘到達(dá)夾溝進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。沖鋒舟本來(lái)是用于搶險(xiǎn)時(shí)做運(yùn)輸和巡查用的，因此上面沒(méi)用專(zhuān)用的用于安裝流速儀測(cè)驗(yàn)的測(cè)速支架，測(cè)速時(shí)就利用手持懸桿懸吊流速儀，靠人力把持著懸桿進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，操作及不規(guī)范，操作人員勞動(dòng)輕度大，尤其冬季操作人員長(zhǎng)時(shí)間把持懸桿，更加辛苦。為解決枯水期沖鋒舟測(cè)驗(yàn)無(wú)專(zhuān)用測(cè)速支架的問(wèn)題，孫口站測(cè)驗(yàn)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)技術(shù)研究和反復(fù)試驗(yàn)，成功研制出了自動(dòng)化便攜式測(cè)速支架，在沖鋒舟上得到了較好的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水文測(cè)驗(yàn)設(shè)備；自動(dòng)化；測(cè)速支架；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)： TP278 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）19-0043-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.018

Application of automated portable speed measuring bracket

SHANG Jun-sheng1 ZHANG Yu2 SUN Hua-guang3 HUANG Guo-fei2

（1.Huangjiang Shandong Hydrology and Water Resources Bureau， Jinan， Shandong 250100， China；

2.Gao Village Hydrological Station， Shandong Hydrology and Water Resources Bureau， Huangze Shandong 274500， China；

3.Sunkou Hydrological Station of Shandong Provincial Hydrology and Water Resources Bureau， Liaocheng Shandong 274500， China）

【Abstract】The lower reaches of the Yellow River main channel is wide and shallow river， the water season， when the flow rate is less than about 300 m3/s， the test of the river began to appear in jiaguo， heart beach， at ordinary times often used to test the motor ships can take measurement mainstream， cannot reach test clamp groove. In order to measure the flow rate of jiagou， we had to use the attack boat to bypass jixin beach to reach jiagou for testing. Speedboats was used as transportation with rescue and patrol， so it doesn't work dedicated to install the current meter test speed support， speed when using handheld hanging rod suspension velocity instrument， test by human dominated hanging rod， and non-standard operation， the operator labor slightly large， especially in winter operation personnel for a long time just hang lever， more hard work. To solve the problem of no specific speed during dry speedboats test stents， sun mouth stand test technicians after technology research and trial and error， successfully developed automatic portable speed support， obtained the good application in speedboats.

【Key words】Hydrological testing equipment； Automation； Speed measuring support； Application

0 引言

孫口水文站位于黃河下游，測(cè)流斷面在枯水期經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)夾溝，由于水深較淺，大型測(cè)量船舶無(wú)法進(jìn)行日常測(cè)驗(yàn)，只能應(yīng)用吃水比較淺的沖鋒舟來(lái)進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)，還有就是在洪水漫灘后，左右兩岸都要應(yīng)用沖鋒舟測(cè)驗(yàn)，利用沖鋒舟測(cè)驗(yàn)的還有口門(mén)測(cè)驗(yàn)等，應(yīng)用很廣，目前為止，利用沖鋒舟測(cè)驗(yàn)大多采用手持式懸桿測(cè)驗(yàn)，利用手持式懸桿測(cè)驗(yàn)勞動(dòng)強(qiáng)度大，測(cè)驗(yàn)精度低，為了解決這一現(xiàn)狀，需要研制出適合沖鋒舟使用的便捷式測(cè)速支架用于安裝流速儀器測(cè)速，以解決用沖鋒舟進(jìn)行低水測(cè)驗(yàn)存在的問(wèn)題。

本文就是通過(guò)對(duì)自動(dòng)化便攜式測(cè)速支架的工作原理、技術(shù)參數(shù)、創(chuàng)新點(diǎn)分析和介紹，為該設(shè)備的推廣應(yīng)用提供示范。

1 創(chuàng)新要求

（1）自動(dòng)升降

（2）實(shí)現(xiàn)流速儀水深數(shù)字顯示

（3）模塊化組裝

（4）F夾，既卡即夾。

（5）傳動(dòng)采用硅橡膠輪。

（6）整體架構(gòu)采用304不銹鋼制作。

（7）F夾采用45#鋼鍛造。

（8）驅(qū)動(dòng)電機(jī)為蝸輪蝸桿直流電動(dòng)機(jī)

（9）動(dòng)力電源采用鋰電池。

2 工作原理

制作一個(gè)F夾作為懸桿升降的平臺(tái)，在F夾的豎直面上制作四個(gè)掛卡，這四個(gè)掛卡是用來(lái)固定懸桿驅(qū)動(dòng)器總成的，驅(qū)動(dòng)器總成上面安裝有四個(gè)硅橡膠輪，這四個(gè)硅橡膠輪用來(lái)加持懸桿，在四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪上安裝有兩臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，水深數(shù)字編碼輪也安裝在一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的從動(dòng)輪上，當(dāng)懸桿自動(dòng)升降時(shí)從動(dòng)輪會(huì)帶動(dòng)水深數(shù)字編碼輪自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)水深數(shù)字顯示。在驅(qū)動(dòng)輪的兩邊安裝有一個(gè)調(diào)節(jié)硅橡膠輪夾持力度的調(diào)節(jié)螺絲。用來(lái)調(diào)節(jié)硅橡膠輪對(duì)懸桿的加持力度；懸桿采用直徑為20毫米的不銹鋼薄壁鋼管，制作成一米和半米一節(jié)的活接桿，在懸桿的接頭處采用螺栓和螺母連接，連接的長(zhǎng)度根據(jù)水深來(lái)確定，最大水深能夠達(dá)到2.8米。驅(qū)動(dòng)器總成就是懸掛在F夾的四個(gè)掛卡上的，為了懸掛好驅(qū)動(dòng)器，在作業(yè)平臺(tái)上安裝有扣緊安全卡扣。

鋰電池、水深數(shù)字儀表、電量顯示儀表、電源總開(kāi)關(guān)、升降開(kāi)關(guān)都安裝在一個(gè)不銹鋼控制箱內(nèi)，控制箱與驅(qū)動(dòng)器的鏈接采用航空插頭，便于安裝和拆解。驅(qū)動(dòng)器上面有一個(gè)不銹鋼接線盒，接線盒上裝有航空插頭的底座，控制箱上面有一個(gè)航空插頭的底座，中間由一根多芯電纜連接。控制箱可以插卡在F夾的上平面的平臺(tái)上，也可以拆解下來(lái)，因?yàn)檫B接線長(zhǎng)度為2米，拿到適合操作的位置也可以隨意操作懸桿的升降。

流速儀安裝在懸桿的底部，固定方式采用螺旋式橢圓架托，即能起到固定流速儀的作用又能對(duì)流速儀起到保護(hù)，當(dāng)懸桿到達(dá)河底時(shí)，橢圓托架先碰觸河底，流速儀會(huì)得到保護(hù)。

3 技術(shù)數(shù)據(jù)

3.1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)和轉(zhuǎn)速比

電動(dòng)機(jī)型號(hào)：GW31ZY-50

24V 空載轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分鐘 額定轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)每分鐘

額定扭矩7kg.cm 額定電流：0.6A

3.2 水深數(shù)字表的型號(hào)和參數(shù)設(shè)置

智能水深計(jì)數(shù)器選用型號(hào)：sf9648j

外形尺寸：48*96

開(kāi)孔尺寸：45*92

工作電壓：DC24V

測(cè)量精度：0.2%

技術(shù)特點(diǎn)：

（1）一個(gè)加計(jì)數(shù)，一個(gè)減計(jì)數(shù)輸入端。

（2）當(dāng)前計(jì)數(shù)值、設(shè)定值不丟失。

（3）電平脈沖、開(kāi)關(guān)量?jī)煞N輸入信號(hào)兼容

（4）外接霍爾傳感器或編碼器。

（5）設(shè)定倍率，確定計(jì)數(shù)與顯示值比例關(guān)系，倍率值范圍0.00001～99.9999

（6）國(guó)際通用96*48mm標(biāo)準(zhǔn)面棋逢對(duì)板，六位0.56寸LED數(shù)碼顯示。

技術(shù)參數(shù)：

（1）供電電源DC24V

（2）輸入電阻值：20K。

（3）最高計(jì)數(shù)頻率2K次/秒

（4）技術(shù)范圍：-19999～999999

（5）環(huán)境溫度：-10°-50°

（6）整機(jī)重量300克。

參數(shù)設(shè)置方法

按儀表上的SET進(jìn)入操作界面。

儀表顯示調(diào)整到PP00089

按SET鍵，出現(xiàn)P-sn

按SET鍵，調(diào)成000003

按SET鍵，導(dǎo)航到end退出

按SET鍵，PP000036進(jìn)入密碼

按SET鍵，在按導(dǎo)航鍵設(shè)置A值、B值、C值。

測(cè)量長(zhǎng)度的公式：L=A/B+C

這里的L為測(cè)量的鋼絲繩長(zhǎng)度，A為編碼器從動(dòng)輪的周長(zhǎng)。B為編碼器每旋轉(zhuǎn)一周的脈沖數(shù)，轉(zhuǎn)一圈脈沖數(shù)為400。C值為100編碼器輪子的周長(zhǎng)為200mm，A值就設(shè)定為000050；B值設(shè)定為100；C值設(shè)定為000.000

3.3 電量表的型號(hào)和功能

產(chǎn)品型號(hào)：PZEM-005

A.功能

（1）電參數(shù)測(cè)量功能（電壓、電流、負(fù)載電阻、剩余電量（符號(hào)顯示））。

（2）背光功能（按鍵控制背光亮滅）。

（3）LCD全顯功能（同時(shí)顯示電壓、電流、電阻、電量）。

B.顯示及按鍵

1）顯示界面

LCD同時(shí)顯示電壓、電流、電阻、剩余電量。

2）顯示格式

（1）電壓：顯示當(dāng)前輸入電壓值；顯示范圍2.8～30.0V。

（2）電流：顯示當(dāng)前負(fù)載工作電流；顯示范圍0.0～10.0A。

（3）電阻：顯示當(dāng)前負(fù)載電阻； 顯示范圍0～999Ω；R<10Ω顯示0.01～9.99Ω；10Ω≤R<100Ω顯示10.0～99.9Ω；100Ω≤R<1000Ω顯示100～999Ω；1000Ω≤R顯示“oL”Ω。

（4）電量：顯示當(dāng)前電池的剩余電量；剩余電量是以五格電池符號(hào)的形式進(jìn)行顯示，通過(guò)當(dāng)前電壓和預(yù)先設(shè)置好的截止、滿電電壓來(lái)區(qū)分，所以測(cè)試前應(yīng)先設(shè)置好電池的滿電和截止電壓；每一格代表20%電量，電壓等于滿電電壓時(shí)顯示為五格電量，電壓等于截止電壓時(shí)顯示為0格電量，以此類(lèi)推。

（5）F夾的加持力度：最大夾持力度為1200N

（6）控制箱的尺寸：25*14*10cm；凈重1.10公斤

（7）鋰電池的型號(hào)與容量：24V10AH

【參考文獻(xiàn)】

[1]葉松，張龍，劉鳳，周樹(shù)道，鄭君杰，韓月琪，楊長(zhǎng)業(yè)，姬文明，任尚書(shū).一種便攜式流速儀檢定裝置[P].江蘇：CN106405156A，2017-02-15.

[2]孫金華，袁正平，周偉，卞曉亮，徐挺挺.測(cè)速支架的研發(fā)與應(yīng)用[J].電力與能源，2013，34（06）：677-678.