Гидрометрическое устройство

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 1719899 А 9) .Ъйи 3. 5 ц 5 0 01 Г 1/00 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.%10ный гидро огический инс кий, Г. С, Клейн ов и В, Н. Шаля о ССС СТРОЙ СТВ к гидрометрии а малых и сред- расхода воды. еобходимо примеого груза массой акже ие.на . тече(57) Изобретение относитси может быть использованоних реках для измерения Изобретение относится к гидрометрии и может быть использовано для измерения расхода воды на малых и средних реках,Известно гидрометрическое устройство, содержащее береговые опоры, связанные между собой несущим. тросом, на котором размещена каретка с обводным роликом, гидрометрический груз с датчиками, трос его вертикального перемещения, торс горизонтального перемещения, одним концом соединенный с кареткой, и привод перемещения.Основной недостаток такого устройства заключается в больших физических нагрузках на оператора, не допускающих применения гидрометрического груза массой свыше 50 кг, что исключает применение устройства на реках шириной свыше 100 метров, и ограничивает, таким образом, его применение на равнинных реках, а т полностью исключает его применен годных реках с большими скоростями Цель - снижение энергетических затрат по перемещению гидрометрического устройства, Это достигается тем, что установленная между береговыми опорами 1 на тросе 2 каретка 3 с гидрометрическим грузом 8 связана через ролик 12 с ручной лебедкой 10. При этом ось этого ролика через вспомогательные ручные лебедки 15 и 19 соединена с полиспастом 17, нагруженным грузом- противовесом 20. Электрические сигналы с гидрометрического груза 8 через приемный электрод 39 и трос 6 поступают на приемник электрических импульсов, размещенный на берегу. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. ния воды, при которых ннение гидрометрическ100 кг.Целью изобретения является снижение энергетических затрат при работе по перемещению гидрометрического груза.Указанная цель достигается тем, что в гидрометрическом устройстве привод выполнен в виде ручной лебедки, связанной тросом через полиспаст, нагруженный противовесом, с одним концом троса вертикального перемещений гидрометрического груза, другой конец которого через другую ручную лебедку и обводные ролики соединен с осью свободного ролика, при этом другой конец троса горизонтального перемещения через третью ручную лебедку, свободный ролик и обводный ролик каретки связан с гидрометрическим грузом. Гидро- метрический груз включает в себя источник питания и генератор электрических импульсов, выходы которого соответственно сое10 15 20 25 30 35 55 динены с корпусом гидрометрического груза, изолированным от него тросом горизонтального перемещения, который в свою очередь, соединен с приемником электрических импульсов, причем последний электрически связан с приемным электродом, которым снабжено гидрометрическое устройство и размещенным вне гидрометрического груза.На фиг, 1 показана кинематическая схема гид рометрическо го устройства; на фиг. 2 - гидрометрический груз, на фиг, 3 - канал передачи информации о состоянии контролируемых контактов; на фиг, 4 - функциональная схема генератора электрических импульсов; на фиг. 5 - функциональная схема приемника электрических импульсов,Гидрометрическое устройство содержит две береговые опоры 1, соединенные между собой несущим тросом 2, на котором размещена подвижная каретка 3 с обводными роликами; с береговыми опорами жестко скреплены ролики 4 и 5, при этом через ролик 4 перекинут трос б горизонтального перемещения, а через ролик 5 - трос 7 вертикального перемещения гидрометрического груза 8; трос горизонтального перемещения 6 представляет собой стальной канат, один конец которого закреплен на каретке 3 и далее перекинут через ролик 9, лебедку 10, ролик 11, свободный ролик 12, ролики 4 и 13; второй конец троса б закреплен на грузе 8; перемещение каретки 3 с грузом 8 по горизонтали осуществляется вручную вращением ролика (лебедки) 10; трос вертикального перемещения 7 представляет собой также стальной канат, один конец которого закреплен на оси свободного ролика 12 и далее перекинут через ролики 5, 14 лебедку, 15, ролик 16, полиспаст 17, ролик 18 и далее второй конец троса закреплен на барабане вспомогательной лебедки 19; перемещение гидрометрического груза по вертикали осуществляется вручную вра. щением ролика (лебедки) 15; полиспаст 17 с грузом-противовесом 20 предназначен для разгрузки привода, поскольку он дает возможность скомпенсировать вес гидрометрического груза 8, благодаря чему усилия на рукоятке привода определяются в основном силой трения в подвижных частях тросовой системы и привода, Такое построение тросовой системы позволяет в несколько раз уменьшить усилия на рукоятке механического привода, необходимые для перемещения гидрометрического груза, Масса противовеса и передаточное число полиспаста выбираются для каждого гидрометрического створа отдельно в зависимости от скорости и глубины потока: противовес 20 выполнен в виде металлического контейнера,его масса может быть легко отрегулирована путем загрузки контейнера соответствующим количеством песка, обеспечивающим полную компенсацию массы груза; вспомогательная лебедка 19 предназначена для разгрузки тросовой системы в нерабочем состоянии устройства путем опускания груза 20 на грунт; 21 и 22 - датчик горизонтального и вертикального перемещения груза 8; металлические ролик 9, лебедка 10, ролики 11, 14,лебедка 15, ролики 16, 18 и лебедка 19 установлены и закреплены на металлической монтакной стойке 23 (на фиг, 1 эта стойка обведена пунктиром), что обеспечивает надежную электрическую связь троса 6 со стойкой 23; поддон 24, постоянный магнит 25 и геркон 26 (фиг, 2) образуют донный контакт, предназначенный для замыкания цепи сигнализации в момент достикения грузом дна потока, при срабатывании которого поддона 24 упирается в дно потока, а корпус груза продолжает опускаться до упора в верхний торец поддона, что приводит к сближению магнита 25 и геркона 26, контакты которого под действием поля магнита замыкаются; поверхностный контакт предназначен для замыкания цепи сигнализации в момент достикения грузом поверхности воды; элементом поверхностного контакта является винт 27, который изолирован от корпуса груза; замыкание винта 27 с корпусом груза происходит при опускании гидрометрического груза в воду в момент, когда уровень воды достигает головки винта; 28-герметичный корпус из немагнитного материала в котором размещена схема генератора электрических импульсов 29 (фиг, 4), геркон 26 и винт 27, изолированный от корпуса; 30-герметичный корпус, в котором размещен источник питания; трос 6 изолирован от корпуса груза посредством изолятора 31 и соединен с генератором 29 посредством токоведущей перемычки 32; 33-гидрометрическая вертушка,34 - токоведущая перемычка от контактов гидрометрической вертушки.В состав генератора электрических импульсов 29 входят (фиг, 4); генератор опорной частоты 35, делитель частоты 36, коммутатор 37, усилитель 38. Сигналы о состоянии поверхностного контакта К 1,донного контакта К 2 и контактов гидрометрической вертушки КЗ по электрической цепи, включающей в себя металлический корпус монтакной стойки 23, трос 6, перемычку 32, корпус груза:8, воду и приемный электрод 39, с генератора 29 подаются на входы А и В размещенного на берегу приемника электрических имп ульсов 40 (фиг, 5), всостав которого входят: усилитель 41,фильтр 42, формирователь импульсов 43 идешифратор 44. Частота следования импульсов генератора 29 зависит от состоянияконтактов, а именно: при разомкнутом состоянии всех контактов подаются импульсыс частотой 2 кГц, при замыкании поверхностного контакта К 1-4 кГц, при замыканиидонного контакта К 2 - 8 кГц, при замыканииконтактов вертушки КЗ - 16 кГц.Коммутатор 37 имеет четыре входа, покоторым на него с блока 36 одновременноподаются все частоты 2, 4, 8 и 16 кГц, и тридругие входа, которые являются управляющими входами: на них подаются сигналы отконтактов К 1, К 2 и КЗ при их замыкании;коммутатор 37 имеет только один выход ипо нему может одновременно подаватьсятолько один сигнал: при одновременном замыкании двух или трех контактов первыйприоритет имеет сигнал от контактов вер. тушки, затем от донного контакта и последний приоритет - от поверхностногоконтакта; выход генератора 29 электрически подсоединен одним концом через монтажную стойку 23 к тросу б, а другим - кгрузу 8 (фиг. 3 монтажная стойка 23 не показана).Перед измерением груз-противовес 20лежит на грунте, гидрометрический груз 8также лежит на берегу, благодаря чему сисема тросов не нагружена.Для приведения устройства в рабочеесостояние груз 20 посредством лебедки 19и полиспаста 17 поднимают вверх на высотунескольких сантиметров и включают электропитание генератора и приемника электрических импульсов, при этом генераторначинает излучать частоту 2 кГц.Для доставки гидрометрического грузав заданную точку водоема вращением лебедки 10 груз перемещают по горизонталина заданное расстояние, измеряемое датчиком 21, затем вращением лебедки 15 грузопускают вниз;.при соприкосновении грузас водой замыкается электрическая цепь канала передачи информации о состоянииконтролируемых параметров (см, фиг. 3),при этом частота 2 кГц подается на гидрометрический груз, являющийся передающим электродом, и излучается в воду, приэтом снятый с приемного электрода 39сигнал усиливается, фильтруется от наводок и ложных выбросов, формируетсяв прямоугольные импульсы и поступает на 5цифровой дешифратор 44, который выдаетинформацию, свидетельствующую о прохождении по каналу контрольной частоты2 кГц, а следовательно, и о работоспособности схемы,При замыкании головки винта 27 с водой электрический сигнал подается на ле"вый вход коммутатора 37, который этимсигналом переключается на выдачу частоты5 4 кГц и эта частота фиксируется дешифратором 44: одновременно фиксируют показания датчика 22,При достижении грузом дна срабатывает донный контакт и при замыкании контак 10 тов геркона 26 подается сигнал накоммутатор 37, который начинает выдаватьчастоту 8 кГц и при регистрации которойвторично фиксируют показания датчика 22:сравнивая эти показания с показаниями,15 полученными при срабатывании поверхностного контакта, определяют глубину потока Н, при этом свободный ролик 12перемещается слева направо на расстояние0,5 Н; зная профиль русла реки в измеряе 20 мом створе, по полученной величине Н определяют площадь поперечного сеченияпотока,Затем груз 8 поднимают вверх, по показаниям датчика 22 фиксируют его на задан 25 ном горизонте (на заданных горизонтах) иизмеряют число замыканий контактов вертушки за заданное время и затем по градуировочной характеристике вертушкиопределяют среднюю скорость потока в30 данной точке водоема, зная которую вычисляют расход воды в реке по методу "скорость-площадь".Формула изобретения1, Гидрометрическое устройство, содер 35 жащее береговые опоры, связанные междусобой несущим тросом, на котором размещена каретка с обводным роликом, гидрометрический груз с датчиками, трос его. вертикального перемещения, трос гори 40 зонтального перемещения, одним концомсоединенный с кареткой, и привод перемещений,отличающееся тем,что,сцельюсокращения энергетических затрат при работе по перемещению, привод выполнен в45 виде ручной лебедки, связанной тросом через полиспаст, нагруженный противовесом,с одним концом троса вертикального перемещения гидрометрического груза, другойконец которого через вторую ручную лебед 50 ку и обводные ролики соединен с осью свободного ролика, при этом другой конецтроса горизонтального перемещения черезтретью ручную лебедку, свободный ролик иобводной ролик каретки связан с гидромет 5 рическим грузом.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что гидрометрический груз включает в себя источник питания и генераторэлектрических импульсов, выходы которогосоответственно. соединены с корпусом гидрометрического груза, изолированным от него тросом горизонтального перемещения, который, всвоа очередь, соединен с приемником электрических импульсов, причем последний электрически связан с приемнымэлектродом, которым снабжено гидрометрическое устройство и размещенным внегидрометрического груза.1719899 Составитель Б.Давыдовскал Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле актор Н,К Заказ 64 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10