[其他]堰用累计量水器

说明书

本实用新型涉及一种量水设备，具体地说是堰用累计量水器。

现有的量水堰是人们熟知的专用量水设备，有准确、简单、方便的优点。在长期的水利工程实践中，广泛地为人们所采用和信赖。它最主要的特点，就是把流量过程的诸因素归结为一个变量：水头。从测验的角度来考虑，堰流量测验就是水头的测验。量水堰的水头测验基本分为人工观测和仪器自记两种。人工观测设备简单，但要专人观测，占用时间，观测记录麻烦、精度低、自记水位计精度高，可记下水位过程，但管理计算起来麻烦，需要一定的能源（钟、电），使仪器造价较高。

本实用新型的目的是提供一种在一定精度范围内采用累计式液体流量计（以下简称流量计）作为自记仪器量水器，该自记仪只记用水总量，可用于农田灌区，工业用水、城市自来水等不需要记录流量过程的地方。

本实用新型是这样实现的：根据堰流和孔流的物理特征，通过数上的简化和整理，化为具有相同模式的单值函数关系，即流量可表达为水位的单值函数：

堰流Q＝BH^m（1）

孔流q＝CHⁿ（2）

式中Q、q分别为堰流和孔流流量，B、C分别为两系数，H为水头，m、n分别为水头指数。上述两式的区别在于系数和指数均不相同，根据恒定总流的连续性方程和能量平衡方程，对孔流水头和面积进行定量的调节，将孔流方程中的指数修改得与堰流方程一致，即具有新的数学模式：

q′＝C′H^m（3）

从而水头指数与堰流公式（1）中的指数相同，联立（1）、（2）两式可得一比例系数K，

K＝Q／q

经实验测定，K值在堰流公式指定的范围内恒为常数，将这一调节技术应用在堰上，如图1所示，C为堰板，D为调节管。管壁上有一列专门设定的过流小孔R，通过小孔的水流可调节成堰流，再通过导流管S进入流量计p。DSp共成一个分流系统（即量水器），上游水流经调节管进入导流管内，然后推动流量计流入下游。上游水头H与分流流量的关系被调节为：

q′＝C′H^m（即小孔列流量方程）

这样DSp分流系统就完成了测验任务。当人们要测定过堰水量时，只需将起止两次流量计读数差乘以比例系数K即可。

本实用新型的堰用累计量水器，具有结构简单、管理方便，实现了堰流的水力自计，而不要其它能源，结果不需整理，读取方便。凡能安装量水堰的地方（堰应为自由流）均可装该量水器。

附图说明

图1为堰板式示意图

图2为引流式示意图

图3为q－H图

堰用累计量水器可以有两种实施方案，即堰板式和引流式。下面结合附图说明两个实施例。

如图1所示，堰板式是将量水器DSp固定在堰板C上。调节管D上设有一列专门设定的过流小孔R，最低小孔中心线和流量计出口的水平中心线与堰口底边在同一个水平面内，小孔之间的孔距为0～50mm，当孔距为0时，则为一条缝，孔距越小，测验精度越高，小孔的直径这样确定：由小孔列流量方程（3）（q′＝C′H^m）和孔流方程（2）（q＝CHⁿ），可得：

C′＝CH^n－m

对一个确定堰和一个选定的流量计m、n和c为确定值，且求C′时必须将上游水头H的最大水头Hmax（即堰上游允许的最大水头）代入，则：

C′＝CH^n－m_max

根据此式可求出C′，然后将水位H₁从0～H_max等分或不等分为K段，即小孔列应确定的位置，任何一个单独的小孔，必须符合水力学孔口出流的流量计算原则，所以孔位应在所论之水位段的起始点上。分段后得h₁₁，h₁₂……h′_1K，第一个角标代表曲线，第二个角标代表水头分段数，如图3中所示，1为q′＝C′H^m的曲线，2为q＝CHⁿ的曲线，对任意的h_1i，有与之相对应的h_2i，它们的关系为：

h_2i＝「 (C′)/(C) （h_1i）^m」

hi与hi之差为：Zi＝h_1i－h_2i