爱华网1.概述： 伺服式浮子水位计用于验证上闸首工作大门淹没水深,测定上游相对水位,经测量轮和各旋转交换机构,将水位移转换成角位移(数字量)并通过远传变送器将水位信号送至计算中心相应的计算机接口；同时带动浮动标志镜控制（光电开关反射板）船厢准确地停位。 通过浮子式水位计的电动浮子伺服随动系统，实现了光电开关、反射板和水位的同步变化，能使船厢保证±1cm的停位精度 2.伺服式浮子水位计 2.1 基本原理 浮子水位计是根据力的平衡原理,利用浮子与伺服电机之间的平衡作用,通过测量钢丝绳和各种旋转变换机构,将水位的变化变成角位移来测量。 如图一示，设浮子的重量为W,浮子浸在水中所受的浮力为Fp，钢丝绳拽浮子的拉力为T,整个系统的摩摩擦力(主要来向几个换向导轮)为f，当浮子浸在水中某一位置时，这些力处于乎衡状态，即为W-F-T-f=0 在这种动态平衡中，钢丝绳对浮子的拉力几乎不变，可以认为浮子与水位严格同步运动，浮子的吃水线也就真实地反映了水位的高低。 2.2系统组成 2.2.1 浮子 浮子是水位计中关键部件之一，浮子具有较大的横截面积和有一定的园柱高度,重量为3.5Kg。 2.2.2 不锈钢多股绞绳 钢丝绞绳用于边结浮子与伺服电机起位移传送之功效，选用1.5mm的多股1Gr18Ni9Ti钢丝绞绳，其搞拉强度为97.13Kg。 2.2.3 换向滑轮 系统中配用的五个滑轮做为测量绳的换向之用，为了减少滑轮的磨擦力（影响测量精度的因素之一），选用带滚动轴承的滑轮。 2.2.4水位计 水位计由测量轮、卷绳轮、绝对式光电编码器、换向滑轮、伺服电机、电气部分组成，量程4米精度为2mm 水位计带有电气接口，将水位变化转化为数字量远距离传输。 2.3系统误差分析 2.3.1 同步误差 在本系统中，浮子与标志板是以一根绳带所联，所以，理论上同步误差应等于零。 2.3.2 钢丝绳自身重量变化引起的测量误差 联结浮子的钢丝绳在全量程中，自身重量变化而引起浮子吃水量的变化可由下式算得： Δ 式中 Δε-浮子吃水的增（减）量 W---纲丝绳的重量 ρ—水的比重 A—浮子的横截面积 已知 W=3.14×0.152×400×8/4=56.62g A=3.14×402/4=1256cm2 Δε=56.62/1256=0.45mm 也就是说，因钢丝绳随浮子在全量和（0—4M）上下运动中由自身重量的变化而引起浮子吃水量的变化测量误差为：σ1=±0.45mm 2.3.3 温度变化引起钢丝绳 热涨冷缩所的测量误差 测量绳、带随温度变化而热涨冷缩所改变的长度，由于测量绳 、带长度的变化却造成了浮子吃水线---实际水位与标志板等效水位线之间的错位误差。其关系可用下式求得： Δ=δ×ΔT×L 式中 Δ——钢带受变化的伸缩量 δ——钢带的热膨胀系数 ΔT ——测量现场温度变化 L——钢丝绳的长度 ΔT =20℃，量程4米所需钢丝绳长度L=22m，，钢丝绳钢带用材为1Gr18Ni9Ti其δ=16×10-6 Δ=1.6×20×22=7.04mm 2.3.4 换向轮的磨擦力所造成的测量误差 为了最大限度的减少换向轮的磨擦，采用滚动轴承滑轮。轴承中的磨擦是以磨擦力矩的大小来度量，可以近似计算式得： Mf=υ×F×d/2 式中 Mf——摩擦力矩 υ——摩擦系数 d——轴承内径 F——外部载荷 设 以径向载荷υ =0.003，轴承内径d=4mm，靠近于浮子端的五个滑轮外载均为1.2KG、而近于伺服电机端的二个滑轮外载均为1.6KG， 则Mf1=0.003×1600×4/2=9.6g Mf2=0.003×1200×4/2=7.2g 由此引起浮子吃水量变化为： Δε=9.6/3.14/202×2+7.2/3.14/202×5=0.044mm 综合以上分析计算，系统的测量误差总和为 σ=±（σ12+σ22+σ32）0.5 =±7.09mm 3.船厢减速停位找点 承船厢减速、停位装置是为了保证承船厢在每次上（下）行运行中适时准确地减速和停位。并保证船厢内水域水平面与上（下）游水平面准确对齐，满足升船机安全运行和控制的要求。 本装置采用反射式光电开关组合检测。每个点设置5只光电开关。位置表示为B0 、B1 、B2 、B3 、B4 采用对射式光电开关，利用标志板的挡光与否来发出开关信号。 承船厢由下向上运行，当B1 经过时发减速信号，系统正常减速；当B2 经过时发事故减速信号，系统事故减速；当B3经过时发停机信号，系统正常停机。若主拖动系统未正常停机，当B4 经过时，系统发超行程紧急停车令，主拖动系统紧急停机。 4.系统调整 根据上游吹气式水位计测量出的实时上游水位值计算出船厢减速停位找点5个点的位置，启动船厢，依次记下船厢通过标志板时这5个点时位置（位置测量取行程偏差测量值），计算出5个点与标志板发讯偏差值后，依据此偏差值调整船厢减速停位找点传感器位置。
5.束语 浮子水位计对于船厢减速停位找点至关重要，其检测技术比较成熟，通过合理的调试过程，精度满足升船机运行要求。
