[发明专利]流速自校正明渠流量测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流速自校正明渠流量测量装置。

背景技术

目前，常用的明渠流量测量装置有二种。一种是巴歇尔槽明渠流量测量装置，需要在明渠渠道中建造一段标准结构的巴歇尔堰槽，水槽上部设置一台超声波液位传感器，利用巴歇尔槽中下落水头的水位高度与水流量之间的对应函数关系，折算出明渠的水流量。还有一种是多声道超声波明渠流量测量装置，在明渠中建造一段标准渠段，在该渠段的二个侧壁上安装多对超声波探头，将各液位段的水流速信号同时送给一台配套的明渠流量测量装置，由该装置计算出明渠的平均水流速。这样，有了明渠的物理宽度，明渠的水位高度，再计算出明渠中水的平均流速，即可求出明渠中水的瞬时流量。

 现在常用的这二种明渠流量测量装置有以下缺陷：1）巴歇尔槽明渠流量测量装置需构建一段较复杂的标准渠段，该渠段的上下游需有一定的高位差，明渠流量的测量精度较低。2）多声道超声波明渠流量测量装置的流速传感器探头安装在明渠的二侧渠壁上，容易受到渠水中泥沙的冲刷磨损，尤其是渠底部二侧的传感器经常会被泥沙掩埋。

鉴于明渠内的水流流速与管道内的水流流速特征有根本差异，管道内水流流量测量方法不能适用于明渠。明渠中水流的流速随着水位的变化而变化，不同的水位层面有不同的流速，呈指数特性。但是对于一个特定的明渠，在任一液位下，水流中都有一个平均流速点，只要在这个平均流速点测出水流的流速，再根据检测的明渠水位高度值和被测明渠的几何尺寸，即可计算出明渠流量值。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种结构简单，安装方便，测量准确的流速自校正明渠流量测量装置。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明的一种流速自校正明渠流量测量装置，包括：

底座，其上设置有驱动电机、流速变送器和下端穿出底座的竖直筒架，

竖直筒架上设置有由驱动电机驱动的升降机构； 

液位传感器Ⅰ，设置在底座上，用于检测明渠内的水位高度；

连杆，套在竖直筒架内，其上端与升降机构连接，下端延伸出竖直筒架；

流速传感器，连接在连杆的下端，并与流速变送器电连接，用于检测明

渠内水流流速；

液位传感器Ⅱ，设置在流速传感器上，用于检测流速传感器在液面下的深度；以及

测控系统，信号连接液位传感器Ⅰ、液位传感器Ⅱ、流速变送器和驱动

电机；用于根据明渠内的水位高度信号，通过升降机构调整流速传感器在液面下的深度，并根据液位传感器Ⅱ反馈的深度信号将流速传感器校正至断面的平均流速点，最终根据检测的水位高度值和流速值以及被测明渠尺寸参数计算出流量值。

上述流速传感器包括带有电磁线圈的圆柱形管体，所述管体设置有圆弧形导流端面，电磁线圈连接流速变送器。

上述连杆为中空结构，连杆底部嵌入到流速传感器的管体顶部内，所述液位传感器Ⅱ位于连杆内的底部。

上述升降机构包括设置在竖直筒架顶部的从动滑轮和与驱动电机的转轴连接的主动滑轮，所述从动滑轮上绕有钢丝绳，所述钢丝绳一端连接在连杆的上端，另一端绕在主动滑轮上。

上述竖直筒架顶部还设置有辅助滑轮，竖直筒架内设置有绕过辅助滑轮的弹簧管电缆，弹簧管电缆内有两股电缆，其中一股电缆一端连接流速传感器的电磁线圈，另一端连接流速变送器；另外一股电缆一端连接液位传感器Ⅱ，另一端连接测控系统。

上述液位传感器Ⅰ为超声波液位传感器，所述液位传感器Ⅱ为静压投入式液位传感器。

上述管体的管径为150mm~200mm，管体长度是管径的3~4倍。

上述驱动电机为伺服电机。

本发明的有益效果是： 

本发明结构简单，安装方便，可以在任何宽度的明渠上使用，适用范围广；制造成本低，容易推广；采用闭环自动控制调节，测量精度高。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图。

图2为本发明下部的局部放大图。

图3为图2的左视图。

其中：1流速传感器，2液位传感器Ⅱ，3驱动电机，4钢丝绳，5从动滑轮，6流速变送器，7液位传感器Ⅰ，8弹簧管电缆，9外罩，10竖直筒架，11连杆，12底座，13测控系统，14主动滑轮。

具体实施方式