[发明专利]一种液体冲力流速测量仪及其测量方法

说明书

本发明属于淤泥流量测量技术领域，具体涉及一种液体冲力流速测量仪及其测量方法。其利用杠杆原理，冲力与流速的关系，可准确测量明渠内水流速度，对水质、流速范围要求不高，且可长期使用在有杂质的明渠内。为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括外壳顶板，所述的外壳顶板上通过传感器固定螺栓连接有称重传感器，所述的外壳顶板的一端通过转轴连接有受力杆，所述的外壳顶板上还通过螺栓固定有主板外壳，所述的主板外壳内部固定有数据处理主板，所述的称重传感器通过测力信号端口与数据处理主板相连。

一、技术领域

本发明属于淤泥流量测量技术领域，具体涉及一种液体冲力流速测量仪及其测量方法。

二、背景技术

凡河、渠、人工隧道洞中具有自由表面的水流运动,均称为明渠水流。在对明渠水流进行流量计算时，必须进行流速测量。

目前流速测量方法主要机械、电测和超声三种。机械法流速仪以转子式为主，有旋桨式和旋杯式流速仪。电测法流速仪有电磁式流速仪，超声法流速仪有时差法和多普勒法流速仪。旋浆式和旋杯式流速仪多为手持式流速仪，可以测量瞬时流速，但由于机械结构上的不足，不适合长期在杂质严重的明渠内使用，且对水质要求较高，流速范围受限制，精确度一般。电磁式流速仪和激光多普勒流速仪，对流场无干扰，不用标定，精度高，但是系统复杂，价格昂贵。

为解决上述问题，研制一种用于对水质要求不高、流速范围不受限制、成本低且可长期在存有杂质的明渠内使用的高精度流速测量仪的液体冲力流速测量方法是十分必要的。

三、发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种液体冲力流速测量仪及其测量方法。其利用杠杆原理，冲力与流速的关系，可准确测量明渠内水流速度，对水质、流速范围要求不高，且可长期使用在有杂质的明渠内。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种液体冲力流速测量仪，其特征在于：包括外壳顶板，所述的外壳顶板上通过传感器固定螺栓连接有称重传感器，所述的外壳顶板的一端通过转轴连接有受力杆，所述的外壳顶板上还通过螺栓固定有主板外壳，所述的主板外壳内部固定有数据处理主板，所述的称重传感器通过测力信号端口与数据处理主板相连。

所述的称重传感器型号为L6D-Cx-xxkg-0.4B。

所述的一种液体冲力流速测量仪的测量方法，其特征在于：所述的测量方法为：

当有水流经过受力杆时，受力杆受到水的冲力，受力杆以转轴为轴点向称重传感器上的受力点方向挤压，受力点受到压力，称重传感器将受力信号通过测力信号端口传输给数据处理主板，数据处理主板根据“杠杆平衡条件”即可得到水流的冲力，根据水流冲力与流速的关系即可计算出水流的平均速度。

所述的冲力等于动力；所述的转轴到受力杆上水冲力作用点的距离为动力臂；受力点受到的压力为阻力；转轴到受力点的距离为阻力臂。

所述的动力运算公式为：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。

给出冲力和流速之间的计算公式得到水流平均速度的公式。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

(1)结构简单，测量方法简单且测量精度高；

(2)对水质要求不高，只要在明渠内流速仪安装点上游安装过滤网即可解除水质问题；

(3)流速大小不受限制，只要选择合适量程的称重传感器，流速范围即可自适应；

(4)水位高低不受限制，可以根据水位的高低调节受力杆的长短。

(5)可长期在存有杂质的明渠内使用。

本发明测量明渠流速，与光电式淤泥厚度测量方法相结合，利用流速-面积法计算流量，可创造巨大的经济效益和社会效益。