水电站闸门开启高度测量仪 (一)、技术领域
本实用新型涉及一种高度测量仪器，特别是一种用于测量水电站闸门开启高度的测量仪器。属于测量技术领域。
(二)、背景技术
当前，测量水电站闸门开度的主要方法通常是采用机械传动的原理，用钢丝绳带动脉冲电机，利用脉冲转换来计算闸门的开度；另外，也有的在理论上推出用光栅精确测量，通过单片机处理并显示闸门的开度。这两种方法虽各具有其特点，但都有其局限性。如，采用脉冲测量的方法，因其机械结构方面存在的种种原因，重复误差不可避免；采用光栅测量的原理测量转角，因检测系统复杂，安装较为困难，在环境恶劣的情况下，其可靠性尚待解决。由于测量闸门开度的重复性误差没有解决，导致水电站闸门的自动化控制至今无法实现，影响了整个系统的自动运行。尤其在洪涝期间，由于闸门开度不准确，影响了泄洪量的正确测量。水放多了，造成了宝贵的水资源的流失；水放少了，则影响水库大坝的安全性。
(三)、发明内容
本实用新型旨在解决上述存在的问题，提供一种结构简单、操作简便、测量准确的水电站闸门开启高度测量仪。
本实用新型的发明内容是：采用相对值进行测量，并由两只高精度压力变送器和一台测量仪配套完成。用于测量闸门开度的压力变送器分别安装在水电站的堤坝和移动闸门上；测量仪则可安装在控制中心，并由压力变送器输出4-20mA，供控制中心使用；同时根据两个压力变送器输出地水压与水深度之间的线性关系，并通过信号转换，即可精确地测算出闸门开启的高度。
本实用新型的优点：
1、测量精度高，只要测量元件准确完好，其测量精度可达0.5％，并彻底解决了重复误差的老大难问题；
2、整套设备结构简单、安装方便、性能价格比高；
3、适用范围广，适合于中小水库、电站的设计安装和技术改造。
(四)、附图说明
图1是本实用新型的安装示意图
图2是本实用新型的信号转换电路图
图3是本实用新型的加减法电路图
图4是本实用新型的数字显示电路图
图5是本实用新型的电压/电流转换电路图
图6是本实用新型的单片机电路图
(五)、具体实施方式
水电站闸门开启高度测量仪，包括有两只高精度的压力变送器B1、B2和一台测量仪，用于测量闸门开度的压力变送器B2和B1分别安装在水电站的水坝和移动闸门上。测量仪安装在控制中心的机房内，并通过线路分别与压力变送器B1、B2相连接。测量仪可采用市售产品，在测量仪内设置有信号转换电路、加减法电路、数字显示电路和电压/电流转换电路。
由于测量闸门开度的压力变送器B2和B1的安装位置，是保证闸门开度的准确性的关键，因此，压力变送器B1的安装位置应选在闸门的最低点，其最大量程选取，应从该安装点到坝顶计算。假设H1(m)则：压力(kpa)＝10H1；
压力变送器B2的安装位置应在水坝边固定，其深度的选取应考虑枯水季节的最低水位及寒冷季节的冰层厚度。若安装位置离坝顶为H2，其量程选取与B1同一规格。安装对于水电站而言，开闸放水只有在水位超过警戒线才可能。
由于采用相对测量方式，故水位变化的影响对B1、B2而言都是相同的。即ΔH的压差仅仅与B1和B2的相对位置有关，由于B1安装在闸门的底部，当闸门开启高度变化时，B1输出也随之变化，即ΔH变化(坝ΔH＝H1-H2)，其值变化当开启高度低于B2时为正值，高于B2时为负值。假定开启高度为0时，ΔH0＝H1-H2，当高度变化时，H闸＝ΔH0-ΔH1，则使闸门实际开启高度测量得到解决。
由于压力变送器输出信号为二线制4-20mA，故采用信号转换电路，变为直流电压信号(1-5V)见图2。
将两只变送器转换后的信号送入加减法电路(图3)，则输出V0＝Vz+V2-V1，调节Vz可改变输出，当闸门开度为0时，输出为0。
将V0送入数字显示电路(图4)和电压/电流转换电路(图5)，即可得到实际闸门开度的输出信号，并可将其远距离输送给控制中心。
倘若采用单片机电路，可选用EMP-447A单片机。在单片机电路中，信号转换电路(图2)将转换后的电压V1、V2各自送入A/D转换电路(图6)。由于采用单片机电路无需调零，只要加置零电路(安装在仪表内置零按钮)，则可由单片机完成加减法和零位校准，由数字/模拟转换电路完成4-20mA的输出。