斜井水位计​工作原理

3.1 斜井一般由多节定长钢管（或工程塑料管、水泥管）连接组合而成，每节井管长度为4～6米长，每节管道的接缝处必须平滑无障碍物，接缝间隙应≤2mm，接缝处内壁高度差应≤1mm，各节井管的几何中轴线应保持在一条直线上不允许弯曲；各节井管应安装在稳固的基础上，不应有沉降。

3.2 斜井的轴线应与河岸线或坝体相垂直并且倾角α一般应不小于30°，当倾角小于30°时，测量灵敏度将随倾角的减小而下降，会偶尔出现显示数字连续跳几个字的现象。此时应采取措施在河床的高水位段逐次抬高基础（或加装支架），尽量使倾角趋近30°的要求。

3.3 斜井倾角α必须用精密仪器（例如6秒经纬仪）测量，要求α角度测量误差应≤±0.1度。α角测量有误差将会导致水位垂直变幅测量误差增大。

3.4 斜井底部的进水口口径为 Φ70㎜，进水口面积约为井口的1/10，各节井管的接缝之间可以不密封。

3.5 夏季微生物活跃，测井内部滋生苔藓、浮萍甚至水草，上述物质可能漂浮于井内，也可能挂于井壁或缠绕浮球，以至拖累浮球不能运动，因此，建造测井时应在每节井管上增设“开口天窗”，以便于清洁井管，保持井管畅通无阻。

4.1 浮球行程（L）：0—80m，

水位垂直变幅（H）：H = L×Sinα

4.2 水位编码器分辨力：1㎝

4.3 测量准确度（当倾角α值无误差时）：≤0.2%

4.4 浮球直径：Φ130mm，Φ200mm可选

4.5 输出信号：格雷码13bit（RS485或4-20mA接口选配）

4.6 传输距离（采用标准电缆）：150m

4.7 环境温度：-10℃～85℃

相对湿度；<90%(40℃)

4.8 重量：26.5Kg2100433B

WFX-40数字斜井水位计（以下称水位计）由仪器支承板、底板、防护罩、水位编码器、测轮、测缆、浮球及自收缆装置组成；自收缆装置由卷扬轮、卷扬轴、卷扬缆、定滑轮组、动滑轮组、重锤等组成；仪器的水位编码器安装在支承板上，测轮安装在水位编码器转轴上；测缆缠绕在卷扬轮的凹槽中，其引出端沿逆时针方向绕经水位轮和换向轮后通过半圆形挂环与浮球连接。本仪器的浮球为防侧翻自稳定球，当浮球跟随水位升降沿井壁滚动时，可防止浮球挂环与井壁产生摩擦。

自收缆装置的卷扬轴安装在支承板上；卷扬轮安装在卷扬轴的轴端；动滑轮组安装在重锤上；定滑轮组通过各自支架安装于支承板上；卷扬缆的起始端安装在卷扬轴上，另一端依次绕过定滑轮L1、动滑轮L2、定滑轮L3、动滑轮L4后向上穿过支承轴上的安装孔与支承轴固定；仪器防护罩通过四个固定螺丝钉与底板相连接。

其工作原理为：水位静止时，浮球静止在水面上，仪器的重锤悬停在对应高度上，编码器输出值与水面高度值相对应；当水位下降时，浮球跟随水位变化沿着斜井的下壁向下滚动，并拉动测缆向下走，带动测轮逆时针转动并同时驱动卷扬轮、卷扬轴顺时针转动，提升重锤到对应高度上，水位编码器输出与水位变化量相对应的值；当水位上升时，浮球跟随水位上升沿着斜井的下壁向上滚动到相应位置，在重锤的作用下，卷扬缆驱动卷扬轴和卷扬轮逆时针旋转拉直并回收测缆，带动测轮顺时针方向转动，使水位编码器输出值与水位上升变化量相对应，完成水位自动跟踪测量。

显然，本仪器是以浮球在斜井中滚动牵动测缆和水位编码器工作自动完成水位测量。浮球跟踪水位变化的行程与库水位垂直变幅存在如下关系：

即：H = L×Sinα

式中：H── 表示水位垂直变幅，单位㎝；

L── 表示测缆行程（浮球在斜井中滚动距离），L值大小以水位编码器输出值为准，单位㎝；

α── 表示斜井几何中轴线与大地水平线之间的夹角，一旦斜井建好，Sinα值是一个不变的常数。α值以现场测量值为准；

本仪器水位编码器输出码为格雷码13bit，由19芯航空插头和电缆连接至外接显示器或计算机上，水位计自身显示器显示值为斜井变幅，水位垂直变幅经计算机或专用仪表自动计算并显示。也可选装内置RS485或4～20mA串行接口板。

图（1）