[发明专利]一种水管流速摄像头测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种水管流速摄像头测量装置，包括底座，水平滑竿，竖直滑竿，水平摄像头，竖直摄像头，水平电机、竖直电机，电源，控制电路，出水管，导线，控制线；水平滑竿与竖直滑竿垂直固定在底座上，电源与控制电路固定在底座表面，水平滑竿与竖直滑竿在同一平面上且互相垂直，水平摄像头通过水平电机固定在水平滑竿上，水平电机带动水平摄像头在水平滑竿上移动，竖直摄像头通过竖直电机固定在竖直滑竿上，竖直电机带动竖直摄像头在竖直滑竿上移动，水平摄像头、竖直摄像头、水平电机、竖直电机通过导线与电源相连，水平摄像头、竖直摄像头、水平电机、竖直电机通过控制线与控制电路相连。

2.根据权利要求1所述的流体空间运动轨迹测量装置，其特征在于：底座为铸铁底座，底座的安装位置在出水管的右上方或左下方。

3.根据权利要求1所述的流体空间运动轨迹测量装置，其特征在于：水平滑竿与竖直滑竿为双杆金属导轨，水平滑竿与出水管平行放置，水平滑竿、竖直滑竿与出水管放置在同一个平面内。

4.根据权利要求1所述的流体空间运动轨迹测量装置，其特征在于：水平摄像头与竖直摄像头为激光摄像头，水平摄像头的测距方向与水平滑竿垂直且与出水管在同一个平面内，垂直摄像头的测距方向与水平滑竿垂直且与水平滑竿在同一个平面内并平行。

5.根据权利要求1中所述的流体空间运动轨迹测量装置，其特征在于：水平电机与竖直电机为步进电机。

6.一种出水管的流体流量测量方法，依赖权利要求1-5中任一项所述的流体空间运动轨迹测量装置实现，其步骤包括：

(1)通过竖直电机与竖直摄像头测量流体刚从出水管的出水口流出后在竖直方向的一段运动轨迹GJ1，运动轨迹GJ1的起点为出水管的出水口；

(2)通过水平电机与水平摄像头测量流体刚从出水管的出水口流出后在水平方向的一段运动轨迹GJ2，运动轨迹GJ2的起点为出水管的出水口；

(3)截取GJ1与GJ2中从开始阶段同样的一段轨迹，然后通过关系式(1)和(2)求出时间t，再通过读取步进电机6移动的对应水平距离XS，即可得到流速V₀＝XS/t；

X＝v₀tsinα (1)

式(1)、(2)中，水平方向的位移X与竖直方向的位移H可以通过测量得到，α为出水管与竖直方向的夹角，取值为90゜，g是重力加速度，V₀是出水管在出水口处流体的流速，t是水流流出出水口后在空间中某点对应的时间，水流刚出出水口时t＝0；

(4)通过事先测定出水管的出水口面积S，可以得到出水管的出水口的流体流量大小为V₀*S。