自动化便携式测速支架的应用

尚俊生　张雨　孙华光　黄国飞

【摘 要】黄河下游主河道属于宽浅河道，枯水期，当流量少于300m3/s左右时，测验河段就开始出现夹沟、鸡心滩，平时用于经常測验的机动测船只能测取主流，无法达到夹沟进行测验。为测取夹沟流量，只好采用冲锋舟绕过鸡心滩到达夹沟进行测验。冲锋舟本来是用于抢险时做运输和巡查用的，因此上面没用专用的用于安装流速仪测验的测速支架，测速时就利用手持悬杆悬吊流速仪，靠人力把持着悬杆进行测验，操作及不规范，操作人员劳动轻度大，尤其冬季操作人员长时间把持悬杆，更加辛苦。为解决枯水期冲锋舟测验无专用测速支架的问题，孙口站测验技术人员经过技术研究和反复试验，成功研制出了自动化便携式测速支架，在冲锋舟上得到了较好的应用。

【关键词】水文测验设备；自动化；测速支架；应用

中图分类号： TP278 文献标识码： A 文章编号： 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

孙口水文站位于黄河下游，测流断面在枯水期经常会出现夹沟，由于水深较浅，大型测量船舶无法进行日常测验，只能应用吃水比较浅的冲锋舟来进行流量测验，还有就是在洪水漫滩后，左右两岸都要应用冲锋舟测验，利用冲锋舟测验的还有口门测验等，应用很广，目前为止，利用冲锋舟测验大多采用手持式悬杆测验，利用手持式悬杆测验劳动强度大，测验精度低，为了解决这一现状，需要研制出适合冲锋舟使用的便捷式测速支架用于安装流速仪器测速，以解决用冲锋舟进行低水测验存在的问题。

本文就是通过对自动化便携式测速支架的工作原理、技术参数、创新点分析和介绍，为该设备的推广应用提供示范。

1 创新要求

（1）自动升降

（2）实现流速仪水深数字显示

（3）模块化组装

（4）F夹，既卡即夹。

（5）传动采用硅橡胶轮。

（6）整体架构采用304不锈钢制作。

（7）F夹采用45#钢锻造。

（8）驱动电机为蜗轮蜗杆直流电动机

（9）动力电源采用锂电池。

2 工作原理

制作一个F夹作为悬杆升降的平台，在F夹的竖直面上制作四个挂卡，这四个挂卡是用来固定悬杆驱动器总成的，驱动器总成上面安装有四个硅橡胶轮，这四个硅橡胶轮用来加持悬杆，在四个驱动轮上安装有两台直流电动机，水深数字编码轮也安装在一个驱动轮的从动轮上，当悬杆自动升降时从动轮会带动水深数字编码轮自动旋转，从而实现水深数字显示。在驱动轮的两边安装有一个调节硅橡胶轮夹持力度的调节螺丝。用来调节硅橡胶轮对悬杆的加持力度；悬杆采用直径为20毫米的不锈钢薄壁钢管，制作成一米和半米一节的活接杆，在悬杆的接头处采用螺栓和螺母连接，连接的长度根据水深来确定，最大水深能够达到2.8米。驱动器总成就是悬挂在F夹的四個挂卡上的，为了悬挂好驱动器，在作业平台上安装有扣紧安全卡扣。

锂电池、水深数字仪表、电量显示仪表、电源总开关、升降开关都安装在一个不锈钢控制箱内，控制箱与驱动器的链接采用航空插头，便于安装和拆解。驱动器上面有一个不锈钢接线盒，接线盒上装有航空插头的底座，控制箱上面有一个航空插头的底座，中间由一根多芯电缆连接。控制箱可以插卡在F夹的上平面的平台上，也可以拆解下来，因为连接线长度为2米，拿到适合操作的位置也可以随意操作悬杆的升降。

流速仪安装在悬杆的底部，固定方式采用螺旋式椭圆架托，即能起到固定流速仪的作用又能对流速仪起到保护，当悬杆到达河底时，椭圆托架先碰触河底，流速仪会得到保护。

3 技术数据

3.1 电动机型号和转速比

电动机型号：GW31ZY-50

24V 空载转速50转/分钟 额定转速40转每分钟

额定扭矩7kg.cm 额定电流：0.6A

3.2 水深数字表的型号和参数设置

智能水深计数器选用型号：sf9648j

外形尺寸：48*96

开孔尺寸：45*92

工作电压：DC24V

测量精度：0.2%

技术特点：

（1）一个加计数，一个减计数输入端。

（2）当前计数值、设定值不丢失。

（3）电平脉冲、开关量两种输入信号兼容

（4）外接霍尔传感器或编码器。

（5）设定倍率，确定计数与显示值比例关系，倍率值范围0.00001～99.9999

（6）国际通用96*48mm标准面棋逢对板，六位0.56寸LED数码显示。

技术参数：

（1）供电电源DC24V

（2）输入电阻值：20K。

（3）最高计数频率2K次/秒

（4）技术范围：-19999～999999

（5）环境温度：-10°-50°

（6）整机重量300克。

参数设置方法

按仪表上的SET进入操作界面。

仪表显示调整到PP00089

按SET键，出现P-sn

按SET键，调成000003

按SET键，导航到end退出

按SET键，PP000036进入密码

按SET键，在按导航键设置A值、B值、C值。

测量长度的公式：L=A/B+C

这里的L为测量的钢丝绳长度，A为编码器从动轮的周长。B为编码器每旋转一周的脉冲数，转一圈脉冲数为400。C值为100编码器轮子的周长为200mm，A值就设定为000050；B值设定为100；C值设定为000.000

3.3 电量表的型号和功能

产品型号：PZEM-005

A.功能

（1）电参数测量功能（电压、电流、负载电阻、剩余电量（符号显示））。

（2）背光功能（按键控制背光亮灭）。

（3）LCD全显功能（同时显示电压、电流、电阻、电量）。

B.显示及按键

1）显示界面

LCD同时显示电压、电流、电阻、剩余电量。

2）显示格式

（1）电压：显示当前输入电压值；显示范围2.8～30.0V。

（2）电流：显示当前负载工作电流；显示范围0.0～10.0A。

（3）电阻：显示当前负载电阻； 显示范围0～999Ω；R<10Ω显示0.01～9.99Ω；10Ω≤R<100Ω显示10.0～99.9Ω；100Ω≤R<1000Ω显示100～999Ω；1000Ω≤R显示“oL”Ω。

（4）电量：显示当前电池的剩余电量；剩余电量是以五格电池符号的形式进行显示，通过当前电压和预先设置好的截止、满电电压来区分，所以测试前应先设置好电池的满电和截止电压；每一格代表20%电量，电压等于满电电压时显示为五格电量，电压等于截止电压时显示为0格电量，以此类推。

（5）F夹的加持力度：最大夹持力度为1200N

（6）控制箱的尺寸：25*14*10cm；净重1.10公斤

（7）锂电池的型号与容量：24V10AH

【参考文献】

[1]叶松，张龙，刘凤，周树道，郑君杰，韩月琪，杨长业，姬文明，任尚书.一种便携式流速仪检定装置[P].江苏：CN106405156A，2017-02-15.

[2]孙金华，袁正平，周伟，卞晓亮，徐挺挺.测速支架的研发与应用[J].电力与能源，2013，34（06）：677-678.