[发明专利]基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置及测流方法

权利要求书

1.基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置，其特征在于，包括U型空心管(5)，在所述U型空心管(5)的两端固定有水平载物台(6)、底部中心位置设置有压力传感器(1)；在所述U型空心管(5)的中轴线上均匀分布有多个空心轻质钢球(3)，每个空心轻质钢球(3)通过相互平行设置的轻质弹性钢绳(4)与所述U型空心管(5)连接为一体；每根轻质弹性钢绳(4)连接U型空心管(5)的端头设置有拉力传感器(2)，所述拉力传感器(2)以及压力传感器(1)分别通过数据传输信号线(8)与数据采集及传输模块(7)连接，所述数据采集及传输模块(7)无线连接控制器(11)。

2.根据权利要求1所述的基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置，其特征在于，所述数据传输信号线(8)内置在U型空心管(5)内，向上一端穿过水平载物台(6)与数据采集及传输模块(7)相连。

3.根据权利要求1所述的基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置，其特征在于，所述水平载物台(6)上水平设置有两个水平仪(10)、两个水平仪(10)且互相垂直。

4.根据权利要求1所述的基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置，其特征在于，所述数据采集及传输模块(7)通过数据传输天线(9)连接控制器(11)。

5.根据权利要求1所述的基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置，其特征在于，所述控制器(11)作为控制中心，是智能显示控制器。

6.根据权利要求1所述的基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置，其特征在于，所述水平载物台(6)上还设置有竖直方向的调平旋钮(12)。

7.根据权利要求1所述的基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置，其特征在于，所述空心轻质钢球(3)有5个。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于水冲量原理的多层面明渠便携式测流装置的测流方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤1、将测流装置其放在渠道上方，使得U型空心管的底部接触到渠底，调平旋钮用来调节测流装置水平载物台水平；接通测流装置电源开始测量，测量所得数据将通过数据采集及传输模块传送到控制器，通过显示器上可查看所测历史数据和实时数据

步骤2、根据步骤1采集的数据计算过流断面的瞬时流量值Q，具体计算方法如下：

其中：A_n为空心轻质钢球对应的不同断面形状过水断面面积，

V_n为不同断面形状过水断面面积所对应平均流速，

其中：L₁、L₂、L₃、L₄、L₅分别为5个轻质弹性钢绳不受外力下的初始长度；F_1-1、F_1-2；F_2-1、F_2-2；F_3-1、F_3-2；F_4-1、F_4-2；F_5-1、F_5-2对应五对拉力传感器在受到水冲击达到稳定后的拉力值；M₁＝M₂＝M₃＝M₄＝M₅＝M为空心轻质钢球质量；K为轻质弹性钢绳的弹性形变值；H为过流断面水头高度，通过压力传感器获取；ΔH为相邻拉力传感器的垂直距离。