一種自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水流流速測(cè)定研究領(lǐng)域，特別涉及一種自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]坡面及溝道水流流速測(cè)定對(duì)于坡面及溝道水土保持研究具有重要作用與意義，但是由于坡面或溝道水流具有其獨(dú)特特點(diǎn)，例如水深較小、流態(tài)不穩(wěn)定等，導(dǎo)致其水流流速測(cè)定相對(duì)困難。目前，坡面或溝道水流流速測(cè)定多采用以下兩種方法:一種是使用非接觸式設(shè)備測(cè)定，這類設(shè)備精度較好，但成本高投入大，不易推廣使用。另一種是使用基于較為傳統(tǒng)的顏色或鹽液等示蹤法測(cè)定，這類方法精度相對(duì)較差。而且上述兩種設(shè)備均無法避免含沙量對(duì)其測(cè)定結(jié)果造成的影響。
[0003]因此，能夠應(yīng)用于不同含沙量水流流速測(cè)定裝置的研究就顯得十分重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)與不足，提供一種自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、造價(jià)低廉、能夠自動(dòng)記錄歷史流速數(shù)據(jù)、精度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，包括浮球、無彈力連接繩、滑動(dòng)環(huán)、彈性立柱、應(yīng)力傳感器和數(shù)據(jù)采集記錄器，所述浮球通過無彈力連接繩固定在滑動(dòng)環(huán)上，滑動(dòng)環(huán)套接在彈性立柱上，在彈性立柱上的位置可隨水位自行滑動(dòng)調(diào)整;所述彈性立柱底端固定在水底，用于檢測(cè)彈性立柱彎曲應(yīng)力的應(yīng)力傳感器粘貼在彈性立柱背水面;所述應(yīng)力傳感器與數(shù)據(jù)采集記錄器連接。
[0006]優(yōu)選的，所述浮球?yàn)榭招挠操|(zhì)塑料球。
[0007]更進(jìn)一步的，所述浮球直徑在15_30cm之間。
[0008]優(yōu)選的，所述無彈力連接繩為無彈力硬質(zhì)塑料繩，直徑為2-4_。
[0009]優(yōu)選的，所述滑動(dòng)環(huán)為空心硬質(zhì)塑料滑動(dòng)環(huán)，滑動(dòng)環(huán)內(nèi)徑比彈性立柱的直徑大5-1 Omnin
[0010]優(yōu)選的，所述彈性立柱直徑在5-15cm之間，且采用具有一定彈性系數(shù)的塑料或鋼質(zhì)材料制成。
[0011]具體的，所述浮球、無彈力連接繩以及滑動(dòng)環(huán)采用一次加工成型工藝制作完成。從而可以保證三者間連接牢固可靠。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0013]1、本實(shí)用新型涉及一種坡面或溝道不同含沙量淺層水流流速測(cè)定裝置，該裝置尺寸可適當(dāng)調(diào)節(jié)，該裝置可自動(dòng)采集、記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)用于后續(xù)分析，對(duì)水流中泥沙濃度含量及泥沙粒徑分布無特別要求。因此，可廣泛應(yīng)用于水土保持中坡面或溝道等淺層水流流速測(cè)定中。
[0014]2、本實(shí)用新型可分解組裝，小巧易攜，使用方便，造價(jià)低廉，維護(hù)簡(jiǎn)單，能夠自動(dòng)記錄，且精度較好。
[0015]3、本實(shí)用新型中滑動(dòng)環(huán)和浮球組合的結(jié)構(gòu)可以保證該裝置測(cè)定的是表層水流流速，因此能夠比較真實(shí)的獲得水流表層流速。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)施例的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是無水流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，本實(shí)施例的工作原理示意圖。
[0018]圖3是有水流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，本實(shí)施例的工作原理示意圖。
[0019]圖4是本實(shí)施例裝置率定時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中:I一浮球、2—無彈力連接繩、3—滑動(dòng)環(huán)、4一彈性立柱、5—應(yīng)力傳感器、6—數(shù)據(jù)采集記錄器、7—數(shù)據(jù)連接線、8—儲(chǔ)水裝置、9一模擬溝道、1—非接觸式電子流速儀。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0022]實(shí)施例1
[0023]如圖1、2所示，本實(shí)施例一種自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，包括浮球1、無彈力連接繩2、滑動(dòng)環(huán)3、彈性立柱4、應(yīng)力傳感器5和數(shù)據(jù)采集記錄器6，其中彈性立柱底端固定于水底，直徑在5-15cm之間，采用彈性良好的鋼質(zhì)、塑料或其他替代性材料制成，最大程度保證其迎水面面積較小，使得其阻水作用最小。浮球、無彈力連接繩、滑動(dòng)環(huán)均為塑料制成，通過模具一次成型，之間相互連接，保證連接點(diǎn)牢固可靠，浮球?yàn)榭招挠操|(zhì)塑料球，直徑在15-30cm之間，無彈力連接繩為無彈力硬質(zhì)塑料繩，直徑為2-4mm，滑動(dòng)環(huán)為空心硬質(zhì)塑料滑動(dòng)環(huán)，滑動(dòng)環(huán)內(nèi)徑比彈性立柱的直徑大5-10mm。滑動(dòng)環(huán)套接在彈性立柱上，在水浮力作用下滑動(dòng)環(huán)可隨水位變動(dòng)而沿彈性立柱上下自由滑動(dòng)。應(yīng)力傳感器粘貼在彈性立柱背水面。在水流沖擊下，浮球通過無彈力連接繩、滑動(dòng)環(huán)拉動(dòng)彈性立柱，造成彈性立柱發(fā)生彎曲，如圖3所示，應(yīng)力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量該彎曲形變量，并將其上傳到數(shù)據(jù)采集記錄器，數(shù)據(jù)采集記錄器將彎曲形變量轉(zhuǎn)換為應(yīng)力數(shù)據(jù)F。
[0024]本實(shí)施例的工作過程是:
[0025]1、將彈性立柱固定于水底，保證原始狀態(tài)下彈性立柱與水底或水面基本垂直。
[0026]2、配置不同含沙量S的渾水樣，測(cè)定渾水樣中各級(jí)粒徑泥沙顆粒含量D;將渾水以不同流量倒入模擬溝道中，得到不同流速水流，使用非接觸式電子流速儀獲得水流實(shí)際流速U，同時(shí)通過應(yīng)力傳感器得到彈性立柱彎曲應(yīng)力F;根據(jù)上述一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立U與F、S、D之間對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到U = f(F，S，D)。這一步是建立在大量測(cè)試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)中回歸擬合得到。
[0027]3、實(shí)際使用中，浮球承受水流沖擊力，然后通過無彈力連接繩、滑動(dòng)環(huán)拉動(dòng)彈性立柱，造成彈性立柱發(fā)生彎曲，應(yīng)力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量該彎曲形變量，并將其上傳到數(shù)據(jù)采集記錄器，數(shù)據(jù)采集記錄器將彎曲形變量轉(zhuǎn)換為應(yīng)力數(shù)據(jù)F。再結(jié)合水流含沙量S，代入公式U = f(F，S，D)中，即可得到坡面水流實(shí)際流速U。
[0028]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，其特征在于，包括浮球、無彈力連接繩、滑動(dòng)環(huán)、彈性立柱、應(yīng)力傳感器和數(shù)據(jù)采集記錄器，所述浮球通過無彈力連接繩固定在滑動(dòng)環(huán)上，滑動(dòng)環(huán)套接在彈性立柱上，在彈性立柱上的位置可隨水位自行滑動(dòng)調(diào)整;所述彈性立柱底端固定在水底，用于檢測(cè)彈性立柱彎曲應(yīng)力的應(yīng)力傳感器粘貼在彈性立柱背水面;所述應(yīng)力傳感器與數(shù)據(jù)采集記錄器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，其特征在于，所述浮球?yàn)榭招挠操|(zhì)塑料球，直徑在15-30cm之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，其特征在于，所述無彈力連接繩為無彈力硬質(zhì)塑料繩，直徑為2-4_。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，其特征在于，所述滑動(dòng)環(huán)為空心硬質(zhì)塑料滑動(dòng)環(huán)，滑動(dòng)環(huán)內(nèi)徑比彈性立柱的直徑大5-10_。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，其特征在于，所述彈性立柱直徑在5-15cm之間，且采用具有一定彈性系數(shù)的塑料或鋼質(zhì)材料制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，其特征在于，所述浮球、無彈力連接繩以及滑動(dòng)環(huán)采用一次加工成型工藝制作完成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自記式不同含沙量水流流速測(cè)定裝置，裝置包括浮球、無彈力連接繩、滑動(dòng)環(huán)、彈性立柱、應(yīng)力傳感器和數(shù)據(jù)采集記錄器，所述浮球通過無彈力連接繩固定在滑動(dòng)環(huán)上，滑動(dòng)環(huán)套接在彈性立柱上，在彈性立柱上的位置可隨水位自行滑動(dòng)調(diào)整；所述彈性立柱底端固定在水底，用于檢測(cè)彈性立柱彎曲應(yīng)力的應(yīng)力傳感器粘貼在彈性立柱背水面；所述應(yīng)力傳感器與數(shù)據(jù)采集記錄器連接。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、造價(jià)低廉、能夠自動(dòng)記錄歷史流速數(shù)據(jù)、精度高的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01P5/02
【公開號(hào)】CN205280750
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521112483
【發(fā)明人】黃 俊, 金平偉, 姜學(xué)兵, 李嵐斌, 向家平, 王玉瑯, 李樂, 寇馨月
【申請(qǐng)人】珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【公告號(hào)】CN105527453A