本實(shí)用新型涉及了一種多普勒超聲測(cè)速裝置和其使用方法，特別是涉及了一種可以自動(dòng)校正的多普勒超聲測(cè)速裝置。
背景技術(shù)：
：聲學(xué)多普勒流速儀，運(yùn)用多普勒原理，對(duì)距離探頭一定距離的采樣點(diǎn)進(jìn)行流速測(cè)量。超聲多普勒流速儀是應(yīng)用聲學(xué)多普勒效應(yīng)原理制成的測(cè)流儀，采用超聲換能器探測(cè)流速。超聲多普勒流速儀為水下測(cè)量?jī)x器。該設(shè)備可測(cè)量水流三個(gè)方向的流速。預(yù)獲得準(zhǔn)確的水流三個(gè)方向的流速，則要求聲學(xué)多普勒流速儀的三維坐標(biāo)系與所測(cè)水流環(huán)境的坐標(biāo)系保持一致。使設(shè)備的坐標(biāo)系與水流環(huán)境坐標(biāo)系保持一致，通常采用的方法是手工調(diào)整，手工調(diào)整設(shè)備在三個(gè)方向的角度，使設(shè)備的坐標(biāo)系與水流環(huán)境坐標(biāo)系一致。該方法有以下缺點(diǎn)：1、手工調(diào)整設(shè)備的位置，將會(huì)在三個(gè)方向上引入人為調(diào)整的誤差。導(dǎo)致測(cè)速準(zhǔn)確性降低2、每次初步安裝設(shè)備后，均需要進(jìn)行手工細(xì)微調(diào)整，其工作量較大。3、如果多個(gè)設(shè)備同時(shí)測(cè)量同一個(gè)水流不同位置的流速，則各個(gè)設(shè)備相對(duì)環(huán)境坐標(biāo)系均有誤差，對(duì)于整體流速的評(píng)估引入累積誤差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的發(fā)明目的是通過(guò)在設(shè)備中安裝電子羅盤，對(duì)已初步安裝的設(shè)備進(jìn)行安裝姿態(tài)的自校正，保證計(jì)算的流速映射到環(huán)境坐標(biāo)系中，即提高流速測(cè)量的準(zhǔn)確度和精度。為了完成本申請(qǐng)的發(fā)明目的，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案：本實(shí)用新型的一種多普勒超聲測(cè)速裝置，它包括：外殼、探頭、上蓋、支架和多普勒超聲測(cè)速器，外殼的下端裝有支架，外殼的上端裝有上蓋，在外殼內(nèi)裝有多普勒超聲測(cè)速器，在支架上裝有探頭，探頭通過(guò)信息線與多普勒超聲測(cè)速器的輸入端相連，其中：它還包括：電子羅盤，外殼的內(nèi)壁上有水平的第一凸臺(tái)，電子羅盤固定在第一凸臺(tái)，電子羅盤通過(guò)信息線與多普勒超聲測(cè)速器的輸入端相連，支架與電子羅盤放置的位置垂直。本實(shí)用新型的一種多普勒超聲測(cè)速裝置，其中：所述的支架包括主管和至少兩個(gè)分支管，分支管位于接近主管的端部，它們沿著主管的圓周均勻分布，分支管中心線與主管垂直中心線的夾角c在30°至85°的范圍內(nèi)，在每個(gè)分支管內(nèi)均開(kāi)有通向主管的穿線孔，在靠近每個(gè)分支管的端部有一個(gè)與上述穿線孔相通的凹槽，凹槽內(nèi)裝有探頭，與探頭相連的信息線通過(guò)穿線孔和主管與多普勒超聲測(cè)速器的輸入端相連，分支管的外形為流線型。本實(shí)用新型的一種多普勒超聲測(cè)速裝置，其中：所述分支管為3個(gè)。本實(shí)用新型的一種多普勒超聲測(cè)速裝置，其中：所述多普勒超聲測(cè)速器上還裝有液晶屏，在與該液晶屏對(duì)應(yīng)的外殼上開(kāi)有觀察口，以便用戶從觀察口讀出所測(cè)的流速，多普勒超聲測(cè)速器的輸出端通過(guò)信息線將所測(cè)流速輸出。本實(shí)用新型的一種多普勒超聲測(cè)速裝置，其中：在外殼的內(nèi)壁上還有第二凸臺(tái)，所述多普勒超聲測(cè)速器通過(guò)第二凸臺(tái)固定在外殼內(nèi)。本實(shí)用新型的多普勒超聲測(cè)速裝置與現(xiàn)有的多普勒超聲測(cè)速裝置相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)節(jié)省人工微調(diào)設(shè)備安裝的操作；2)多臺(tái)設(shè)備同步測(cè)試時(shí)，保證同一個(gè)坐標(biāo)系下的測(cè)量；3)提高流速測(cè)量的準(zhǔn)確度和精度。附圖說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型的多普勒超聲測(cè)速裝置的剖面示意圖，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，將圖2的分支管順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了60°；圖2為圖1支架的仰視圖；圖3為本實(shí)用新型的多普勒超聲測(cè)速裝置中多普勒超聲測(cè)速器、探頭和電子羅盤之間連接關(guān)系的示意圖；圖4為電子羅盤所處的水流環(huán)境坐標(biāo)系X’、Y’、Z’與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系X、Y、Z之間的夾角α、β和γ。在圖1至圖3中，標(biāo)號(hào)1為主管；標(biāo)號(hào)2為穿線孔；標(biāo)號(hào)3為分支管；標(biāo)號(hào)4為凹槽；標(biāo)號(hào)5為探頭；標(biāo)號(hào)6為外殼；標(biāo)號(hào)7為第一凸臺(tái)；標(biāo)號(hào)8為電子羅盤；標(biāo)號(hào)9為液晶屏；標(biāo)號(hào)10為第二凸臺(tái)；標(biāo)號(hào)11為；標(biāo)號(hào)12為多普勒超聲測(cè)速器；標(biāo)號(hào)13為上蓋。具體實(shí)施方式如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的多普勒超聲測(cè)速裝置包括：外殼6、探頭5、電子羅盤8、上蓋13、支架和多普勒超聲測(cè)速器12，外殼6的下端裝有支架，外殼6的上端裝有上蓋13，在外殼6內(nèi)裝有多普勒超聲測(cè)速器12，在支架上裝有探頭5，探頭5通過(guò)信息線與多普勒超聲測(cè)速器12的輸入端相連，外殼6的內(nèi)壁上有水平的第一凸臺(tái)7，電子羅盤8固定在第一凸臺(tái)7，電子羅盤8通過(guò)信息線與多普勒超聲測(cè)速器12的輸入端相連，支架與電子羅盤8放置的位置垂直。在外殼6的內(nèi)壁上還有第二凸臺(tái)10，所述多普勒超聲測(cè)速器12通過(guò)第二凸臺(tái)10固定在外殼6內(nèi)。多普勒超聲測(cè)速器12上還裝有液晶屏9，在與該液晶屏9對(duì)應(yīng)的外殼6上開(kāi)有觀察口11，以便用戶從觀察口11讀出所測(cè)的流速，多普勒超聲測(cè)速器12的輸出端通過(guò)信息線將所測(cè)流速輸出。如圖1和圖2所示，支架包括主管1和至少兩個(gè)分支管3，分支管3位于接近主管1的端部，它們沿著主管1的圓周均勻分布，分支管3為3個(gè)，分支管3中心線與主管1垂直中心線的夾角c在30°至85°的范圍內(nèi)，在每個(gè)分支管3內(nèi)均開(kāi)有通向主管1的穿線孔2，在靠近每個(gè)分支管3的端部有一個(gè)與上述穿線孔2相通的凹槽4，凹槽4內(nèi)裝有探頭5，與探頭5相連的信息線通過(guò)穿線孔2和主管1與多普勒超聲測(cè)速器12的輸入端相連，分支管3的外形為流線型。本實(shí)用新型多普勒超聲測(cè)速裝置的使用方法，它包括以下步驟：(a)將多普勒超聲測(cè)速裝置的探頭5放置在流動(dòng)的河流中；(b)探頭5在水流環(huán)境坐標(biāo)系下，將河流水的流速傳輸給多普勒超聲測(cè)速器12，得到三維速度VX’、Vy’和Vz’；(c)電子羅盤8將其所處的位置與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的夾角α、β和γ傳輸給多普勒超聲測(cè)速器12；(d)多普勒超聲測(cè)速器12根據(jù)以下公式得到校正后的三維速度VX、Vy和VzVXVYVZ=cosβcosγcosαsinγ-sinαsinβcosγsinαsinγ+cosαsinβcosγ-cosβsinγcosαcosγ+sinαsinβsinγsinαcosγ-cosαsinβsinγ-sinβ-cosβsinαcosαcosβVX′VY′VZ′]]>(e)多普勒超聲測(cè)速器12通過(guò)液晶屏9或輸出端將校正后的三維速度VX、Vy和Vz顯示或輸出。當(dāng)只有二個(gè)探頭5時(shí)，只要將Vz’和γ均設(shè)置為0，仍然可以使用上述的校正公式得到二維速度VX和Vy。上述實(shí)施方式說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行任何修飾與改變。因此，本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書(shū)所列。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3