[实用新型]一种实体模型断面流速模块化测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种河工模型实验中的测量装置，具体涉及一种实体模型断面流速模块化测量装置。

背景技术

断面流速是实体模型实验中重要的测量参量，布置流速断面时受模拟河段、研究目的、模型比尺、测量仪器等因素影响，断面大小都存在明显差异，目前一般采用测桥进行断面流速分布测量，测桥长度比较固定，难以满足复杂的断面形态测量需要，当实验工况变化时，需要改变测量仪器水平位置和垂直位置，而目前多依赖于人工调节，自动化程度低，而且还增加了实验成本。因此，能根据断面形态灵活调节测量测桥长度对提高实体模型自动化水平至关重要。

另外，在实体模型断面流速分布测量时，由于超声波多普勒流速仪具有测量精度高、采样频率高等显著优点，广泛应用于实体模型实验。断面流速测量时，每个流速断面需要布置多台超声波流速仪，一台超声波流速仪价值近十万元，如布置十台超声波流速仪，则价格近百万元，成本非常高。超声波流速仪主要有信号处理器和超声波探头（发射/接收超声波）组成，超声波探头价格只占超声波流速仪总价的10%，超声波探头与信号处理器分离，测量断面上的超声波探头共用信号处理器，将大幅降低实验成本。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种实体模型断面流速模块化测量装置，高度集成各参量测量，实现一体化测量，大幅提高测量效率，减小实验成本。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种实体模型断面流速模块化测量装置，包括若干组超声波发射接收探头、信号处理器和测量架，所述发射接收探头与信号处理器是分离的，同一流速测量断面上的超声波发射接收探头共用一台信号处理器；所述测量架包括横杆和用于支撑横杆的支架，横杆的布置高度由支架调节；横杆包括若干组连接在一起的横杆单元，横杆单元刚性组合成所需长度的横杆，超声波发射接收探头固定在横杆单元上，每组超声波发射接收探头和横杆单元组合成一个流速测量模块，断面流速分布测量时，根据断面形态和实际实验需要，灵活组配多个测量模块，实现流速分布测量。

所述支架上设有主丝杠和步进电机，步进电机驱动主丝杠运动从而带动横杆在竖直方向运动；每个横杆单元设有丝杠，丝杠通过滑动块与超声波发射接收探头连接，丝杠带动滑动块水平方向运动，从而实现发射接收探头的位置调节，精确实现断面流速分布测量。

有益效果：本实用新型的一种实体模型断面流速模块化测量装置，具有以下优点：

1、采用模块化布置方式，将超声波探头和一定长度的横杆单元组合成一组测量模块，断面流速测量时，可根据实体模型实验需要灵活布置测量仪器，实现高效的断面流速分布测量，同时也将大幅提高模型实验自动化；

2、本实用新型的测量装置易于搭建，对于超声波流速仪，其发射和接收超声波的信号处理器是相同的，本实用新型使一组超声波发射接收探头共用一个信号处理器，完成一个流速断面测量的成本大大降低。

附图说明

图1为本实用新型的实体模型断面流速模块化测量装置示意图；

图2为图1中超声波发射接收探头的结构示意图；

图3为横杆单元丝杠和滑动块的安装结构示意图；

图4 为测量模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1至图4所示，本实用新型的一种实体模型断面流速模块化测量装置，包括若干组超声波发射接收探头1、信号处理器2和测量架，发射接收探头1与信号处理器2是分离的，同一流速测量断面上的超声波发射接收探头1共用一台信号处理器2；测量架包括横杆4和用于支撑横杆4的支架3，横杆4的布置高度由支架3调节；横杆4包括若干组连接在一起的横杆单元，横杆单元刚性组合成不同长度的横杆4，超声波发射接收探头1固定在横杆单元上，每组超声波发射接收探头1和横杆单元组合成一个流速测量模块，断面流速分布测量时，根据断面形态和实际实验需要，灵活组配多个测量模块，实现流速分布测量。

本实施例中，支架3上设有主丝杠和步进电机，步进电机驱动主丝杠运动从而带动横杆4在竖直方向运动；每个横杆单元设有丝杠7，丝杠7通过滑动块8与超声波发射接收探头1连接，丝杠7带动滑动块8水平方向运动，从而实现发射接收探头1的位置调节，精确实现断面流速分布测量。超声波流速仪的发射接收探头1与信号处理器2是分离的，同一流速测量断面上的超声波发射接收探头1共用一台信号处理器2，每组超声波发射接收探头1的底部均设有超声波换能器5和压力传感器6。