一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀的製作方法
2023-05-31 17:03:26 2
專利名稱：一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，屬於河道或渠道流速的測量以及流量計量及數據遠傳技術領域。
背景技術：
目前，現有的渠道流速手動測量方法多採用如下兩種①手持旋漿流速儀，②手持聲波測杆流速儀，其方法都是通過在測橋上的人手持旋漿流速儀，逐點按不同深度進行手エ測量。上述這兩種方式都不能離開逐點測量垂線流速，一般為1-3點，無法實現連續的檢測垂線流速，精度較低，並且對測量人員素質要求較高，不利用推廣應用
實用新型內容
本實用新型目的是提供ー種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，實現檢測連續垂線流速，高精度計算流量，便於管理部門管理，解決背景技術中存在的上述問題。本實用新型的技術方案是ー種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，包含智能儀表、測杆、測頭、滑動浮子、繩索、位移浮子、氣源和閥門，智能儀表匹配在測杆的頂部，測頭匹配在測杆的底部，滑動浮子套在測杆上，位移浮子通過繩索、滑動浮子與智能儀表相連，氣源通過閥門與智能儀表及測杆相連，測杆中心設有氣體通道，測杆底部設有排氣孔。所述的智能儀表，為公知的技術組合，包括計數器、水位計、數據存儲器、微處理器、顯示器、無線通訊電路等，計數器用於測量繩索長度，水位計用於測量渠水水深，數據存儲器、微處理器用來計算氣泡上升速度、時間、位移距離、渠水水位，顯示器可以顯示測量結果，完成氣泡控制、繩索手動控制、數據記錄、數據傳輸；無線通訊電路將數據以無線方式發送到上位機或管理部門。所述的水位計包括浮子、壓力、超聲波、雷射、磁致伸縮、電子水尺等類型水位計。本實用新型還設有便攜箱，除測杆之外的所有設備可全部裝入便攜箱。氣源通過閥門、快速接頭與智能儀表及測杆相連。所述的閥門為八字閥。所述的氣源是壓縮氣體設備，如氣瓶、空壓機、氣包、氣泵等，所用氣體不溶於水即可；所述的氣源為氣泵，包括手動和腳踏氣泵。所述的測杆為多節結構，便於攜帯，測杆為防水測杆，各節之間防水密封連接，可拆卸；測杆的底部設有測頭，測頭底部設有圓盤頂尖；測頭上設有排氣孔，排氣孔的數量至少I個。使用過程手持智能儀表和測杆，垂直插入水中，達到渠底，氣體經快速接頭進入測杆氣體通道，通過排氣孔自底部測頭排出，排出的氣體形成氣泡，氣泡上升到水面，氣泡上升的過程中通過各個不同的流速層，氣泡到達水面時，由於流速的作用，在水平方向與排氣孔的位置產生位移距離，流速越快位移距離越遠；位移浮子經繩索穿過滑動浮子漂浮在水面，繩索經智能儀表的計數器手動放出，繩索前端的位移浮子逐漸接近併到達氣泡出水位置，智能儀表計數器測得繩索的長度；關閉進氣，渠水自測頭底部進入測杆內的氣體通道，壓強傳遞到智能儀表的水位計可測得水深，即滑動浮子在測杆上的位置，由於水位計測得水深，滑動浮子的位置已知，測杆長度已知，計數器測得繩索的長度，可直接得出位移距離，通過水位計測出水的深度，由公式得知氣泡上升時間，由氣泡上升時間和氣泡位移距離可計算出該測點的平均垂線流速。採用本實用新型，利用渠道測橋，以一定間隔放下測杆，測量該間隔內的水深和流速，計算該間隔內的流量，將各間隔內的所有流量相加，得到整個渠道該斷面上的流量，通過GPRS無線公網上傳測量數據到管理部門，完成測量任務；本實用新型的有益效果水底出氣孔可完成該點各流層的平均流速測量；設備便攜；利用流速面積法可精確計算出流量；作為智能儀表的氣泡流速儀可完成氣泡控制、繩 索手動控制、數據記錄、數據傳輸；維護量小；本實用新型實現檢測連續垂線流速，高精度計算流量，便於管理部門管理。
附圖I是本實用新型實施例使用示意圖；附圖2是本實用新型實施例便攜氣泡流速儀示意圖；圖中智能儀表I、測杆2、測頭3、滑動浮子4、繩索5、位移浮子6、氣泵7、便攜箱8。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進ー步說明。ー種便攜氣泡流速儀，包含智能儀表I、測杆2、測頭3、滑動浮子4、繩索5、位移浮子6、氣源和閥門，智能儀表匹配在測杆的頂部，測頭匹配在測杆的底部，滑動浮子套在測杆上，位移浮子通過繩索、滑動浮子與智能儀表相連，氣源通過閥門與智能儀表及測杆相連，測杆中心設有氣體通道，測杆底部設有排氣孔。所述的智能儀表，為公知的技術組合，包括計數器、水位計、數據存儲器、微處理器、顯示器、無線通訊電路等，計數器用於測量繩索長度，水位計用於測量渠水水深，數據存儲器、微處理器用來計算氣泡上升速度、時間、位移距離、渠水水位，完成氣泡控制、繩索手動控制、數據記錄、數據傳輸；顯示器可以顯示測量結果，無線通訊電路將測量結果以無線方式發送到上位機或管理部門。本實用新型還設有便攜箱8，除測杆之外的所有設備可全部裝入便攜箱。氣源通過閥門、快速接頭與智能儀表及測杆相連。所述的閥門為八字閥。所述的氣源為氣泵7，包括手動和腳踏氣泵。所述的測杆為多節結構，便於攜帯，測杆為防水測杆，各節之間防水密封連接，可拆卸；測杆的底部設有測頭，測頭底部設有圓盤頂尖；測頭上設有排氣孔，排氣孔的數量至少I個。所述的智能儀表上端可匹配握杆，以便於測量時保持測杆穩定。使用過程手持智能儀表和測杆，垂直插入水中，達到渠底，氣體經快速接頭進入測杆氣體通道，通過排氣孔自底部測頭排出，排出的氣體形成氣泡，氣泡上升到水面，氣泡上升的過程中通過各個不同的流速層，氣泡到達水面時，由於流速的作用，在水平方向與排氣孔的位置產生位移距離，流速越快位移距離越遠；位移浮子經繩索穿過滑動浮子漂浮在水面，繩索經智能儀表的計數器手動放出，繩索前端的位移浮子逐漸接近併到達氣泡出水位置，智能儀表計數器測得繩索的長度；關閉進氣，渠水自測頭底部進入測杆內的氣體通道，壓強傳遞到智能儀表的水位計可測得水深，即滑動浮子在測杆上的位置，由於水位計測得水深，滑動浮子的位置已知，測杆長度已知，計數器測得繩索的長度，可直接得出位移距離，通過水位計測出水的深度，由公式得知氣泡上升時間，由氣泡上升時間和氣泡位移距離可計算出該測點的平均垂線流速。本實用新型更具體的實施方式，測量步驟如下①在渠道上方將測杆直插水底；②氣源產生的氣體通過智能儀表後，進入測杆氣體通道，自測杆底部冒出；③氣體自測杆底部冒出後形成氣泡，氣泡上浮，並在水流的作用下順流移動，最終 在水面形成一串氣泡；④測杆上的滑動浮子漂浮在水面，繩索經過滑動浮子後，繩索前端的位移浮子也牽引著繩索順流向下遊方向移動，智能儀表計量繩索放出的長度；⑤當位移浮子到達水面氣泡出水位置時，關閉閥門，氣體停止進入測杆氣體通道，渠水經測杆底部進入測杆內的氣體通道，由於測杆內的氣體通道已有空氣，渠水經測杆底部進入測杆後，在測杆內氣體通道的已有空氣作用下產生與水深相對應的壓強，壓強信號傳遞到智能儀表，測出渠水水深；⑥由於測杆長度已知，繩索放出的長度已知，渠水水深已知，位移浮子的位移距離L為L=繩索的長度-(測杆長度-渠水水深)。⑦氣泡上升速度如下公式，可得氣泡上升時間t ；
權利要求1.一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，其特徵在於包含智能儀表(I)、測杆(2)、測頭(3)、滑動浮子(4)、繩索(5)、位移浮子(6)、氣源和閥門，智能儀表匹配在測杆的頂部，測頭匹配在測杆的底部，滑動浮子套在測杆上，位移浮子通過繩索、滑動浮子與智能儀表相連，氣源通過閥門與智能儀表及測杆相連，測杆中心設有氣體通道，測杆底部設有排氣孔。
2.根據權利要求I所述之一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，其特徵在於還設有便攜箱(8 )，除測杆之外的所有設備可全部裝入便攜箱。
3.根據權利要求I所述之一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，其特徵在於所述的智能儀表，包括計數器、水位計、數據存儲器、微處理器、顯示器、無線通訊電路。
4.根據權利要求I或3所述之一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，其特徵在於所述的智能儀表上端可匹配握杆，以便於測量時保持測杆穩定。
5.根據權利要求I所述之一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，其特徵在於所述的氣源是氣泵。
6.根據權利要求I所述之一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，其特徵在於所述的測杆為多節結構，至少為I節，各節之間防水密封連接。
7.根據權利要求I所述之一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，其特徵在於測杆的底部設有測頭，測頭底部設有圓盤頂尖；測頭上設有排氣孔，排氣孔的數量至少I個。
8.根據權利要求I所述之一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，其特徵在於氣源通過閥門與智能儀表及測杆相連。
專利摘要本實用新型涉及一種利用氣泡測量渠道流速的便攜氣泡流速儀，屬於河道或渠道流速的測量以及流量計量及數據遠傳技術領域。技術方案是包含智能儀表(1)、測杆(2)、測頭(3)、滑動浮子(4)、繩索(5)、位移浮子(6)、氣源和閥門，智能儀表匹配在測杆的頂部，測頭匹配在測杆的底部，滑動浮子套在測杆上，位移浮子通過繩索、滑動浮子與智能儀表相連，氣源通過閥門與智能儀表及測杆相連，測杆中心設有氣體通道，測杆底部設有排氣孔。本實用新型的有益效果水底僅一個出氣孔就可完成該點各流層的平均流速測量；設備便攜；利用流速面積法可精確計算出流量；本實用新型實現檢測連續垂線流速，高精度計算流量，便於管理部門管理。
文檔編號G01P5/18GK202614784SQ201220188629
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者張喜, 劉偉華, 姚磊, 於樹利, 劉永昌, 汪永強, 劉 文, 劉峰 申請人:唐山現代工控技術有限公司, 張喜