自動化便攜式測速支架的應用

尚俊生　張雨　孫華光　黃國飛

【摘 要】黃河下游主河道屬于寬淺河道，枯水期，當流量少于300m3/s左右時，測驗河段就開始出現夾溝、雞心灘，平時用于經常測驗的機動測船只能測取主流，無法達到夾溝進行測驗。為測取夾溝流量，只好采用沖鋒舟繞過雞心灘到達夾溝進行測驗。沖鋒舟本來是用于搶險時做運輸和巡查用的，因此上面沒用專用的用于安裝流速儀測驗的測速支架，測速時就利用手持懸桿懸吊流速儀，靠人力把持著懸桿進行測驗，操作及不規范，操作人員勞動輕度大，尤其冬季操作人員長時間把持懸桿，更加辛苦。為解決枯水期沖鋒舟測驗無專用測速支架的問題，孫口站測驗技術人員經過技術研究和反復試驗，成功研制出了自動化便攜式測速支架，在沖鋒舟上得到了較好的應用。

【關鍵詞】水文測驗設備；自動化；測速支架；應用

中圖分類號： TP278 文獻標識碼： A 文章編號： 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，測流斷面在枯水期經常會出現夾溝，由于水深較淺，大型測量船舶無法進行日常測驗，只能應用吃水比較淺的沖鋒舟來進行流量測驗，還有就是在洪水漫灘后，左右兩岸都要應用沖鋒舟測驗，利用沖鋒舟測驗的還有口門測驗等，應用很廣，目前為止，利用沖鋒舟測驗大多采用手持式懸桿測驗，利用手持式懸桿測驗勞動強度大，測驗精度低，為了解決這一現狀，需要研制出適合沖鋒舟使用的便捷式測速支架用于安裝流速儀器測速，以解決用沖鋒舟進行低水測驗存在的問題。

本文就是通過對自動化便攜式測速支架的工作原理、技術參數、創新點分析和介紹，為該設備的推廣應用提供示范。

1 創新要求

（1）自動升降

（2）實現流速儀水深數字顯示

（3）模塊化組裝

（4）F夾，既卡即夾。

（5）傳動采用硅橡膠輪。

（6）整體架構采用304不銹鋼制作。

（7）F夾采用45#鋼鍛造。

（8）驅動電機為蝸輪蝸桿直流電動機

（9）動力電源采用鋰電池。

2 工作原理

制作一個F夾作為懸桿升降的平臺，在F夾的豎直面上制作四個掛卡，這四個掛卡是用來固定懸桿驅動器總成的，驅動器總成上面安裝有四個硅橡膠輪，這四個硅橡膠輪用來加持懸桿，在四個驅動輪上安裝有兩臺直流電動機，水深數字編碼輪也安裝在一個驅動輪的從動輪上，當懸桿自動升降時從動輪會帶動水深數字編碼輪自動旋轉，從而實現水深數字顯示。在驅動輪的兩邊安裝有一個調節硅橡膠輪夾持力度的調節螺絲。用來調節硅橡膠輪對懸桿的加持力度；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的活接桿，在懸桿的接頭處采用螺栓和螺母連接，連接的長度根據水深來確定，最大水深能夠達到2.8米。驅動器總成就是懸掛在F夾的四個掛卡上的，為了懸掛好驅動器，在作業平臺上安裝有扣緊安全卡扣。

鋰電池、水深數字儀表、電量顯示儀表、電源總開關、升降開關都安裝在一個不銹鋼控制箱內，控制箱與驅動器的鏈接采用航空插頭，便于安裝和拆解。驅動器上面有一個不銹鋼接線盒，接線盒上裝有航空插頭的底座，控制箱上面有一個航空插頭的底座，中間由一根多芯電纜連接?？刂葡淇梢圆蹇ㄔ贔夾的上平面的平臺上，也可以拆解下來，因為連接線長度為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流速儀起到保護，當懸桿到達河底時，橢圓托架先碰觸河底，流速儀會得到保護。

3 技術數據

3.1 電動機型號和轉速比

電動機型號：GW31ZY-50

24V 空載轉速50轉/分鐘 額定轉速40轉每分鐘

額定扭矩7kg.cm 額定電流：0.6A

3.2 水深數字表的型號和參數設置

智能水深計數器選用型號：sf9648j

外形尺寸：48*96

開孔尺寸：45*92

工作電壓：DC24V

測量精度：0.2%

技術特點：

（1）一個加計數，一個減計數輸入端。

（2）當前計數值、設定值不丟失。

（3）電平脈沖、開關量兩種輸入信號兼容

（4）外接霍爾傳感器或編碼器。

（5）設定倍率，確定計數與顯示值比例關系，倍率值范圍0.00001～99.9999

（6）國際通用96*48mm標準面棋逢對板，六位0.56寸LED數碼顯示。

技術參數：

（1）供電電源DC24V

（2）輸入電阻值：20K。

（3）最高計數頻率2K次/秒

（4）技術范圍：-19999～999999

（5）環境溫度：-10°-50°

（6）整機重量300克。

參數設置方法

按儀表上的SET進入操作界面。

儀表顯示調整到PP00089

按SET鍵，出現P-sn

按SET鍵，調成000003

按SET鍵，導航到end退出

按SET鍵，PP000036進入密碼

按SET鍵，在按導航鍵設置A值、B值、C值。

測量長度的公式：L=A/B+C

這里的L為測量的鋼絲繩長度，A為編碼器從動輪的周長。B為編碼器每旋轉一周的脈沖數，轉一圈脈沖數為400。C值為100編碼器輪子的周長為200mm，A值就設定為000050；B值設定為100；C值設定為000.000

3.3 電量表的型號和功能

產品型號：PZEM-005

A.功能

（1）電參數測量功能（電壓、電流、負載電阻、剩余電量（符號顯示））。

（2）背光功能（按鍵控制背光亮滅）。

（3）LCD全顯功能（同時顯示電壓、電流、電阻、電量）。

B.顯示及按鍵

1）顯示界面

LCD同時顯示電壓、電流、電阻、剩余電量。

2）顯示格式

（1）電壓：顯示當前輸入電壓值；顯示范圍2.8～30.0V。

（2）電流：顯示當前負載工作電流；顯示范圍0.0～10.0A。

（3）電阻：顯示當前負載電阻； 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：顯示當前電池的剩余電量；剩余電量是以五格電池符號的形式進行顯示，通過當前電壓和預先設置好的截止、滿電電壓來區分，所以測試前應先設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顯示為五格電量，電壓等于截止電壓時顯示為0格電量，以此類推。

（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）鋰電池的型號與容量：24V10AH

【參考文獻】

[1]葉松，張龍，劉鳳，周樹道，鄭君杰，韓月琪，楊長業，姬文明，任尚書.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.測速支架的研發與應用[J].電力與能源，2013，34（06）：677-678.