本實(shí)用新型涉及一種用于明槽斷面流速的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

隨著全球氣候的變化，極端天氣現(xiàn)象頻繁發(fā)生，從而導(dǎo)致洪澇災(zāi)害也越來(lái)越多。為了更好的避免洪澇災(zāi)害造成的損失，專業(yè)人員就要研究每一場(chǎng)洪水，以計(jì)算流量的相關(guān)數(shù)據(jù)，為下游的預(yù)防做好準(zhǔn)備而提供可靠的數(shù)據(jù)。而水流的速度作為一個(gè)重要的因素，它的監(jiān)測(cè)對(duì)洪水以及正常情況下的水流速度都有重要的意義。加之，現(xiàn)在的河槽多是明槽。因此，利用一定的實(shí)驗(yàn)儀器檢測(cè)明槽斷面流速對(duì)日常工作以及防洪等工作就顯得尤為重要。

但是，當(dāng)我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室做測(cè)量斷面流速的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要在不同的位置布置測(cè)速垂線，而每一根測(cè)速垂線的位置，也應(yīng)根據(jù)水深選擇不同的測(cè)點(diǎn)布置方式，例如2點(diǎn)式，3點(diǎn)式，5點(diǎn)式的測(cè)點(diǎn)排列方式，而針對(duì)不同的測(cè)點(diǎn)布置方式，我們需要選擇不同的深度，例如2點(diǎn)式的測(cè)點(diǎn)布置方式，就需要測(cè)量0.2倍水深處和0.8倍水深處的流速，從而取均值；3點(diǎn)式的則需要測(cè)量0.2和0.6和0.8倍水深處的流速取均值；5點(diǎn)式也需要測(cè)量更多不同深度的斷面流速，因此試驗(yàn)時(shí)需要頻繁調(diào)節(jié)畢托管的深度，以往調(diào)節(jié)畢托管的深度是試驗(yàn)人員手持畢托管，根據(jù)直尺反應(yīng)的高度，抬高或降低畢托管，這種操作方式容易造成測(cè)量誤差；同時(shí)，當(dāng)測(cè)量不同明槽流速時(shí)，當(dāng)水流流速較大時(shí)，水壓就較大，那么壓力計(jì)直立也可以很好的測(cè)量出壓差值。但是，當(dāng)所測(cè)量斷面流速較小時(shí)，如果不將壓力計(jì)傾斜一定角度，那么由于水壓小，就不能夠讓壓力計(jì)的液面較為明顯的上升，所以測(cè)量存在較大誤差，雖然教科書(shū)上表示壓力計(jì)傾斜30度既可滿足大部分的實(shí)驗(yàn)要求；但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于一些流速非常微弱，傾斜30度后，壓力計(jì)仍然無(wú)法將壓力差清晰的顯示出來(lái)，必須要在進(jìn)一步的將壓力計(jì)向下傾斜；或者由于流速過(guò)大，傾斜角度較小，水從壓力計(jì)中流出，導(dǎo)致壓力計(jì)失效；所要需要針對(duì)不同的水流斷面流速，將壓力計(jì)調(diào)整到不同的傾斜角度來(lái)觀察示數(shù)，但是現(xiàn)有的調(diào)節(jié)方法采用角度尺邊測(cè)量、邊用墊片在調(diào)整傾斜角度，調(diào)整起來(lái)非常不便，而且調(diào)整的傾斜精度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于明槽斷面流速的實(shí)驗(yàn)裝置，可以根據(jù)測(cè)量不同深度的流速，很方便的來(lái)調(diào)節(jié)畢托管的測(cè)量深度和壓力計(jì)的傾斜角度，并且能夠?qū)y(cè)量深度和傾斜角度顯示出來(lái)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種用于明槽斷面流速的實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)有進(jìn)水箱和出水箱，進(jìn)水箱和出水箱之間通過(guò)明槽相互連通，在進(jìn)水箱和出水箱下方分別設(shè)有儲(chǔ)水箱和回水箱，儲(chǔ)水箱和回水箱之間通過(guò)回水管相互連通，出水箱下端連通有出水管，出水箱通過(guò)出水管與回水箱連通，在儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)有潛水泵，潛水泵通過(guò)進(jìn)水管與進(jìn)水箱連通，在明槽的兩端分別安裝有一個(gè)閘閥，在明槽上安裝有畢托管升降裝置，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放置有畢托管壓力顯示裝置，畢托管升降裝置通過(guò)軟管與壓力顯示裝置連接；

畢托管升降裝置：包括卡接在明槽上的蓋板，在蓋板上安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和升降箱，在升降箱內(nèi)軸連接有蝸輪，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上安裝有與蝸輪相配合的蝸桿，在蓋板和升降箱上開(kāi)設(shè)有一條豎直通孔，在通孔內(nèi)設(shè)有升降桿，在升降桿側(cè)面固定有與蝸輪相配合的齒條，在升降桿與蝸輪相對(duì)的一側(cè)面上開(kāi)設(shè)有一條豎直滑槽，在通孔內(nèi)壁面上設(shè)有一條與滑槽相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌，所述滑槽卡入在所述導(dǎo)軌內(nèi)；沿著升降桿軸線設(shè)有一條貫穿孔，畢托管插入在貫穿孔內(nèi)，在升降桿的外壁面上設(shè)有刻度線；

壓力顯示裝置：包括面板和支架，面板下端面設(shè)有兩塊豎直立板，在面板上端面設(shè)有一條凹槽，在凹槽內(nèi)固定有壓力計(jì)，在凹槽的兩端分別固定連接有一根接桿，深度尺的兩端分別固定在兩根接桿上，所述支架包括底板，在底板的兩端分別固定有一塊支撐板，兩塊立板通過(guò)兩顆螺絲與兩塊支撐板軸連接，在其中的一塊支撐板上固定連接有角度板，在其中的一塊螺絲上安裝有蝶形螺母；所述壓力計(jì)是由兩根豎直段和一根彎曲段構(gòu)成，兩根豎直段分別連通在彎曲段兩端，兩根豎直段遠(yuǎn)離彎曲段的一端分別通過(guò)一根軟管連通在畢托管的動(dòng)壓管和靜壓管，在彎曲段連通有一根透氣管。

在進(jìn)水箱上端部連通的溢流管。

在畢托管的兩端分別安裝有一個(gè)防止畢托管從貫穿孔中滑出的限位裝置，所述限位裝置包括套在畢托管外的管套，在管套上螺紋連接有多顆頂絲，頂絲的一端可抵靠在畢托管的外壁上。

本實(shí)用新型的有益效果為：通過(guò)畢托管升降裝置可以很方便的調(diào)整畢托管的測(cè)量深度，通過(guò)壓力顯示裝置可以很方便的調(diào)整壓力計(jì)的傾斜角度，通過(guò)升降桿外壁面上的刻度線可以顯示出畢托管的測(cè)量深度，通過(guò)角度板可以顯示出壓力計(jì)的傾斜角度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3為本實(shí)用新型關(guān)于畢托管升降裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖4為圖3中A-A處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖5為圖3中B-B處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖6為本實(shí)用新型關(guān)于壓力顯示裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖7為本實(shí)用新型關(guān)于壓力顯示裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖8為圖7中C-C處的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：明槽1、進(jìn)水箱2、出水箱3、畢托管升降裝置4、壓力顯示裝置5、軟管6、回水箱7、儲(chǔ)水箱8、潛水泵9、實(shí)驗(yàn)臺(tái)10、閘閥11、回水管12、溢流管21、出水管31、進(jìn)水管91、蓋板401、驅(qū)動(dòng)電機(jī)402、升降箱403、蝸輪404、通孔405、蝸桿406、升降桿407、齒條408、刻度線409、導(dǎo)軌411、畢托管412、貫穿孔413、管套414、頂絲415、面板501、立板502、角度板503、支撐板504、蝶形螺母505、彎曲段506、透氣管507、凹槽508、接桿509、深度尺510、螺絲511、豎直段512。

具體實(shí)施方式

如圖1和2所示，一種用于明槽1斷面流速的實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)10，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)10上設(shè)有進(jìn)水箱2和出水箱3，進(jìn)水箱2和出水箱3之間通過(guò)明槽1相互連通，在進(jìn)水箱2和出水箱3下方分別設(shè)有儲(chǔ)水箱8和回水箱7，儲(chǔ)水箱8和回水箱7之間通過(guò)回水管12相互連通，出水箱3下端連通有出水管31，出水箱3通過(guò)出水管31與回水箱7連通，在儲(chǔ)水箱8內(nèi)設(shè)有潛水泵9，潛水泵9通過(guò)進(jìn)水管91與進(jìn)水箱2連通，在明槽1的兩端分別安裝有一個(gè)閘閥11，在明槽1上安裝有畢托管升降裝置4，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)10上放置有畢托管壓力顯示裝置5，畢托管升降裝置4通過(guò)軟管6與壓力顯示裝置5連接；工作時(shí)，將自來(lái)水放入到儲(chǔ)水箱8和回水箱7中，然后將兩側(cè)閘門關(guān)閉，開(kāi)啟潛水泵9，將儲(chǔ)水箱8內(nèi)的水通過(guò)進(jìn)水管91抽入到進(jìn)水箱2中，需要斷面流速實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將兩個(gè)閘門開(kāi)啟，讓進(jìn)水箱2中的水通過(guò)明槽1流入到出水箱3中，流入到出水箱3中的水通過(guò)出水管31排入到回水箱7內(nèi)，回水箱7內(nèi)的水在通過(guò)回水管12返流入儲(chǔ)水箱8，至此形成水循環(huán)，通過(guò)調(diào)整兩個(gè)閥門的開(kāi)合程度，就可以調(diào)整明槽1中水流的斷面流速。

如圖3和4所示，畢托管升降裝置4：包括卡接在明槽1上的蓋板401，在蓋板401上安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)402和升降箱403，在升降箱403內(nèi)軸連接有蝸輪404，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)402轉(zhuǎn)軸穿過(guò)升降箱403外殼，其一端位于升降箱403內(nèi)，并且轉(zhuǎn)軸的端部固定安裝有與蝸輪404相配合的蝸桿406，在蓋板401和升降箱403上開(kāi)設(shè)有一條豎直通孔405，在通孔405內(nèi)設(shè)有一根與其形成間隙配合的升降桿407，在升降桿407側(cè)面固定有與蝸輪404相配合的齒條408，在升降桿407與蝸輪404相對(duì)的一側(cè)面上開(kāi)設(shè)有一條豎直滑槽410，在通孔405內(nèi)壁面上設(shè)有一條與滑槽410相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌411，所述滑槽410卡入在所述導(dǎo)軌411內(nèi)；沿著升降桿407軸線設(shè)有一條貫穿孔413，畢托管412緊密的插入在貫穿孔413內(nèi)，在升降桿407的外壁面上設(shè)有刻度線409；驅(qū)動(dòng)電機(jī)402轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)蝸桿406旋轉(zhuǎn)，蝸桿406驅(qū)動(dòng)蝸輪404轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪404驅(qū)動(dòng)齒條408上下移動(dòng)，進(jìn)而可以驅(qū)動(dòng)升降桿407上下移動(dòng)；滑槽410和導(dǎo)軌411的作用在于能夠?qū)⑸禇U407進(jìn)行前后和左右定位，防止升降桿407在上下移動(dòng)的過(guò)程過(guò)度竄動(dòng)；由此可見(jiàn)，畢托管升降裝置4能夠?qū)崿F(xiàn)畢托管412的升降調(diào)節(jié)，進(jìn)而可根據(jù)不同的測(cè)點(diǎn)布置方式來(lái)調(diào)整畢托管412在明槽1中的測(cè)量深度；此外通過(guò)升降桿407外壁面上的刻度線409可以顯示出畢托管412的測(cè)量深度；在觀測(cè)刻度線409時(shí)，可以以升降箱403的上端面為觀測(cè)深度的基準(zhǔn)線。

如圖6到8所示，壓力顯示裝置5：包括面板501和支架，面板501下端面設(shè)有兩塊豎直立板502，在面板501上端面設(shè)有一條凹槽508，在凹槽508內(nèi)固定有壓力計(jì)，在凹槽508的兩端分別固定連接有一根接桿509，深度尺510的兩端分別固定在兩根接桿509上，深度尺510可以用來(lái)測(cè)量壓力計(jì)壓差，所述支架包括底板，在底板的兩端分別固定有一塊支撐板504，兩塊立板502通過(guò)兩顆螺絲511與兩塊支撐板504軸連接，在其中的一塊支撐板504上固定連接有角度板503，在其中的一塊螺絲511上安裝有蝶形螺母505；所述壓力計(jì)是由兩根豎直段512和一根彎曲段506構(gòu)成，兩根豎直段512分別連通在彎曲段506兩端，兩根豎直段512遠(yuǎn)離彎曲段506的一端分別通過(guò)一根軟管6連通在畢托管412的動(dòng)壓管和靜壓管，在彎曲段506連通有一根透氣管507。

調(diào)節(jié)面板501的傾斜角度就是調(diào)整壓力計(jì)的傾斜角度，面板501的角度調(diào)整方位為：如圖8所示，圖8中，左側(cè)的螺母505為蝶形螺母505，右側(cè)選裝一顆六角螺母505，首先將六角螺母505和蝶形螺母505稍稍松開(kāi)，然后以螺絲511為軸，上下旋轉(zhuǎn)面板501，在確定旋轉(zhuǎn)角度后，將蝶形螺母505鎖緊，將立板502與支撐板504夾緊，這樣就能夠?qū)⒚姘?01予以固定，進(jìn)而可以根據(jù)不同的水流斷面流速來(lái)調(diào)整面板501的傾斜角度，并且可以通過(guò)角度板503顯示出面板501具體傾斜的度數(shù)，在觀察傾斜度數(shù)時(shí)，可以以面板501上端面作為觀測(cè)角度的基準(zhǔn)線。

在進(jìn)水箱2上端部連通的溢流管21。溢流管21的作用在于防止水漫過(guò)進(jìn)水箱2而流到地面上。

在畢托管412的兩端分別安裝有一個(gè)防止畢托管412從貫穿孔413中滑出的限位裝置，所述限位裝置包括套在畢托管412外的管套414，在管套414上螺紋連接有多顆頂絲415，頂絲415的一端可抵靠在畢托管412的外壁上。