[发明专利]一种拉力式流速流向检测装置及方法

说明书

本发明公开一种拉力式流速流向检测装置及方法，所述检测装置包括旋转板、测力单元、可旋转的履带以及刚性杆件，所述旋转板通过转轴安装于所述可旋转的履带上，所述测力单元安装于所述可旋转的履带上，所述测力单元通过所述刚性杆件连接所述旋转板，所述测力单元用于在所述可旋转的履带在旋转时，采集力信号。本发明通过不同角度的旋转板在水流中的力信号，选择最大的力信号所对应的旋转板位置垂直方向作为水流方向，并通过不同转速的履带在水流中旋转，获取测力单元所检测到的力信号，将力信号达到0时所对应的履带的转速作为水流速度，以此可快速地检测水流的流速和流向，操作简单，准确度高。

技术领域

本发明涉及水文地质参数测试技术领域，特别涉及一种拉力式流速流向检测装置及方法。

背景技术

地下水渗流在水文地质、工程地质、环境地质诸多领域有广泛需求。地下水渗流类比为水文地质科学的本构方程，是地下水科学研究的重点。地下水渗流亦常常为工程地质领域地质灾害的主要诱因，如滑坡、泥石流、地面塌陷、坝基管涌渗漏。地下水渗流引起土壤溶质运移及水溶性污染物扩散，亦是土壤及地下水污染修复的影响因素。如上所述，作为描述地下水渗流场主要特征参数，地下水流速的实时监测意义重大，应用领域广泛。

现有技术中，主要采用高精密的仪器设备进行检测，例如使用流速传感器等相关设备进行检测，流速传感器还需要配备相应的其他安装设备，成本较高，基于此，本发明提出一种基于力学传感器的流速流向检测装置与方法，以在保证精度的同时，降低检测成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉力式流速流向检测装置及方法，以解决背景技术中存在的技术问题。

因此，本发明提供一种拉力式流速流向检测装置及方法，其采用的技术方案如下：

根据本发明的第一技术方案，提供一种拉力式流速流向检测装置，所述检测装置包括旋转板、测力单元、可旋转的履带以及刚性杆件，所述旋转板通过转轴安装于所述可旋转的履带上，所述测力单元安装于所述可旋转的履带上，所述测力单元通过所述刚性杆件连接所述旋转板，所述测力单元用于在所述可旋转的履带在旋转时，采集力信号。

进一步地，所述测力单元包括测力杆以及压力传感器，所述测力杆安装于所述可旋转的履带上，所述压力传感器固定设置在所述测力杆上，所述压力传感器连接所述刚性杆件。

根据本发明的第二技术方案，提供一种拉力式流速流向检测方法，基于如上所述的拉力式流速流向检测装置，所述方法包括：

通过测力单元采集不同角度下的旋转板所对应的第一力信号，第一力信号最大时所对应的旋转板位置的垂直方向为水流方向；

调整履带的方向与水流方向一致，使得履带在回转时，旋转板的移动方向与水流方向在同一直线上；

令履带以不同转速旋转，所述测力单元与所述旋转板跟随所述履带旋转，通过所述测力单元采集多个第二力信号；

在所述多个第二力信号中，第二力信号为0时所对应的履带的转速为水流速度。

进一步地，在所述多个第二力信号中，当履带的转速大于水流速度，第二力信号为压力信号。

进一步地，在所述多个第二力信号中，当履带的转速小于水流速度，第二力信号为拉力信号。

进一步地，所述令履带以不同转速旋转，所述测力单元与所述旋转板跟随所述履带旋转，通过所述测力单元采集多个第二力信号；在所述多个第二力信号中，第二力信号为初始值所对应的履带的转速为水流速度，具体包括：

令履带以第一转速旋转，所述测力单元与所述旋转板跟随所述履带旋转，通过所述测力单元采集第二力信号；

若第二力信号为压力信号，则逐步降低第一转速，直至所述第二力信号为0，当前第一转速为水流速度；