CN105738646A - 水层流速测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水层流速测量装置，旨在提供一种不仅测量方便，而且测量精度高、稳定性好，可以有效避免因电磁流速测量仪发生偏斜，而影响电磁流速测量仪测定精度的问题的水层流速测量装置。它包括安装架、若干设置在安装架底部用于支撑安装架的支撑脚结构、设置在安装架顶部的球头连接结构、自适应压紧装置及流速测量仪。

Description

水层流速测量装置

技术领域

本发明涉及一种海水流速测量装置，具体涉及一种水层流速测量装置。

背景技术

底层海水流速通常是指离海底一定高度（如0.5米）水层的流动速度。它是海底电缆与管道铺设、海沙开采、海水养殖位置确定与人工鱼礁投放等海洋工程建设选址时必须考虑的关键因素之一，因此底层海水流速测定结果的正确与否直接关系到上述海洋工程建设选址的合理性。

目前，测定底层海水流速常用的仪器有声学多普勒流速测定仪与电磁流速测量仪测定。声学多普勒流速测定仪只需固定在船舷外测并处于一定的水深即可进行测量（类似声纳），但由于存在盲区（有上盲区与下盲区之分）；通常下盲区为水深的6%（如当水深为20米时，则其盲区为1.2米），因而在大多数情况下无法对离海底仅0.5米或以上水层进行直接测定。

电磁流速测量仪不存在盲区，可对底层海水流速进行直接测定。目前的电磁流速测量仪通常采用以下两种方式：方式一：在电磁流速测量仪下方悬挂配重，并通过绳索将电磁流速测量仪下放靠近海底。这种测量方式不仅需要事先测得海水深度、操作不便；更重要的是，由于受到海流影响，绳索及电磁流速测量仪将发生偏斜不仅难以保证电磁流速测量的确切位置，而且电磁流速测量仪发生偏斜，在测定时无法使电磁流速测量仪处于竖直悬挂的状态，这将影响电磁流速测量仪测定精度。

方式二：将电磁流速测量仪安装在安装台架上，并绳索将安装台架下方到海底；这种测量方式虽然操作方便，但在海底面为一斜坡或高低不平时，置于海底的安装台架往往也将发生偏斜，从而导致电磁流速测量仪发生偏斜，其同样影响了电磁流速测量仪测定精度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种不仅测量方便，而且测量精度高、稳定性好，可以有效避免因电磁流速测量仪发生偏斜，而影响电磁流速测量仪测定精度的问题的水层流速测量装置。

本发明的技术方案是：

一种水层流速测量装置包括安装架、若干设置在安装架底部用于支撑安装架的支撑脚结构、设置在安装架顶部的球头连接结构、自适应压紧装置及流速测量仪，所述球头连接结构包括设置在安装架顶部的球座，设置在球座内的球头及与球头相连接并竖直悬挂的悬垂安装杆，所述球座的上端设有避让口，所述流速测量仪设置在悬垂安装杆的下端；所述支撑脚结构包括上下延伸的支撑缸体、设置在支撑缸体的支撑活塞及与支撑活塞相连接的支撑杆，所述支撑缸体的上端通过连接杆与安装架底部相连接，支撑缸体的下端面中部设有与支撑缸体的内腔相连通的避让通孔，所述支撑杆位于支撑活塞下方，且支撑杆的下端往下穿过避让通孔并位于支撑缸体的下方，所述支撑缸体内并位于支撑活塞的上方设有预紧压缩弹簧，所述支撑缸体外侧面上部设有第一连接口，且第一连接口位于支撑活塞的上方；所述自适应压紧装置包括设置在安装架上并呈上下延伸的压紧缸体及设置在压紧缸体的压紧活塞，所述压紧缸体的下端开口，且压紧缸体的下端开口与避让口正对设置，所述压紧活塞的上端口设有第二连接口，所述第一连接口通过导气连接管与第二连接口相连接。

本方案的水层流速测量装置不仅测量方便，而且测量精度高、稳定性好，可以有效避免因电磁流速测量仪发生偏斜，而影响电磁流速测量仪测定精度的问题。

作为优选，压紧缸体的下端开口与避让口相连接，所述球座外侧面上部设有与球座的内腔相连通的导气通孔。本方案结构保证压紧活塞可以顺利的压紧球头。

作为优选，支撑杆的下端设有支撑平板，且支撑平板与支撑杆相垂直。本方案结构有利于安装架稳定的支撑在海底。

作为优选，支撑平板上设有若干往下延伸的触手。本方案结构有利于安装架稳定的支撑在海底。

作为优选，压紧活塞的下端面设有橡胶压块。进一步的优选，橡胶压块的下端面设有与球头相对应的球面凹槽。

本方案的橡胶压块不仅可以更加牢靠的压紧固定球头，并且在压紧过程中可以避免球头发生转动，进而保证电磁流速测量仪处于竖直悬挂位置。

作为优选，支撑缸体的内侧面上部并位于支撑活塞的上方设有限位挡块，所述第一连接口位于限位挡块上方。

作为优选，安装架为下大上小的三角形或锥形安装架。

作为优选，流速测量仪为电磁流速测量仪。

本发明的有益效果是：不仅测量方便，而且测量精度高、稳定性好，可以有效避免因电磁流速测量仪发生偏斜，而影响电磁流速测量仪测定精度的问题。

附图说明

图1是本发明的水层流速测量装置的一种结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是图1中B处的局部放大图。

图4是本发明的水层流速测量装置下放到海底后的一种结构示意图。

图中：安装架1，支撑脚结构2、支撑杆21、支撑缸体22、支撑活塞23、预紧压缩弹簧24、限位挡块25、第一连接口26、连接杆27、支撑平板28、触手29，球头连接结构3、球座31、悬垂安装杆32、球头33，自适应压紧装置4、压紧缸体41、橡胶压块42、压紧活塞43、第二连接口44，流速测量仪5，导气连接管6，绳索7。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种水层流速测量装置包括安装架1、若干设置在安装架底部用于支撑安装架的支撑脚结构2、设置在安装架顶部的球头连接结构3、自适应压紧装置4及流速测量仪5。安装架为下大上小的三角形或锥形安装架。流速测量仪为电磁流速测量仪。本实施例的支撑脚结构为四个，且四个支撑脚结构位于四边形的四个顶点处。

如图1、图2所示，支撑脚结构2包括上下延伸的支撑缸体22、设置在支撑缸体的支撑活塞23及与支撑活塞相连接的支撑杆21。支撑杆与支撑缸体同轴。支撑缸体的上端通过连接杆27与安装架底部相连接。支撑缸体的下端面中部设有与支撑缸体的内腔相连通的避让通孔。支撑杆位于支撑活塞下方，且支撑杆的下端往下穿过避让通孔并位于支撑缸体的下方。支撑杆的下端设有支撑平板28，且支撑平板与支撑杆相垂直。支撑平板上设有若干往下延伸的触手29。支撑缸体内并位于支撑活塞的上方设有预紧压缩弹簧24。预紧压缩弹簧位于支撑活塞与支撑缸体的内定面之间，预紧压缩弹簧可使支撑活塞往下移动并抵靠在支撑缸体的内底面上。支撑缸体外侧面上部设有第一连接口26。支撑缸体的内侧面上部并位于支撑活塞上方设有限位挡块25。第一连接口位于支撑活塞的上方，具体说是，第一连接口位于限位挡块上方。

如图1、图2、图3所示，球头连接结构3包括设置在安装架顶部的球座31，设置在球座内的球头33及与球头相连接并竖直悬挂的悬垂安装杆32。球座的下端设有过杆口，悬垂安装杆穿过该过杆口。球座的上端设有避让口。流速测量仪设置在悬垂安装杆的下端，具体说是，悬垂安装杆的下端设有与悬垂安装杆相垂直的安装平板，流速测量仪通过螺栓安装在安装平板上，且流速测量仪位于安装平板下方。

自适应压紧装置4包括设置在安装架上并呈上下延伸的压紧缸体41及设置在压紧缸体的压紧活塞43。压紧活塞的上端口设有第二连接口44。第一连接口通过导气连接管6与第二连接口相连接。压紧活塞的下端面设有橡胶压块42。橡胶压块的下端面设有与球头相对应的球面凹槽。压紧缸体的下端开口，且压紧缸体的下端开口与避让口正对设置。压紧缸体的下端开口与避让口相连接。球座外侧面上部设有与球座的内腔相连通的导气通孔。压紧活塞的下端可穿过避让口并抵靠在球头上。当支撑活塞抵靠在支撑缸体的内顶面上时，压紧活塞位于压紧缸体内。

本实施例的水层流速测量装置的具体使用过程如下：

首先，通过绳索7将水层流速测量装置下放到海底；

当沉底式测定器下放到海底后，通过支撑脚结构将安装架支撑在海底；如图4所示，若海底面为一斜面，此时安装架虽然也将发生偏斜，但由于流速测量仪设置在球头连接结构的悬垂安装杆的下端，因而在即使安装架发生偏斜，流速测量仪仍旧将保证竖直悬挂状态；

当支撑脚结构将安装架支撑在海底后，在安装架的自重作用下，支撑活塞将往上移动，从而将位于支撑活塞上方的支撑缸体内的气体通过导气连接管压入压紧缸体内，进而使压紧活塞往下移动直至橡胶压块压紧球头，将球头固定在球座上；这样可以使悬垂安装杆始终处于竖直状态，避免电磁流速测量仪在测量过程中受海流影响而使流速测量仪发生偏斜或相对位移，因而可以有效避免因电磁流速测量仪发生偏斜，而影响电磁流速测量仪测定精度的问题；其不仅测量方便，而且测量精度高、稳定性好。

当测量完成后通过绳索将水层流速测量装置提起，当水层流速测量装置提起后，在预紧压缩弹簧的作用下使支撑活塞往下移动复位，进而使压紧活塞往上移动复位，使橡胶压块与球头分离。

Claims (9)

1.一种水层流速测量装置，其特征是，包括安装架、若干设置在安装架底部用于支撑安装架的支撑脚结构、设置在安装架顶部的球头连接结构、自适应压紧装置及流速测量仪，

所述球头连接结构包括设置在安装架顶部的球座，设置在球座内的球头及与球头相连接并竖直悬挂的悬垂安装杆，所述球座的上端设有避让口，所述流速测量仪设置在悬垂安装杆的下端；

所述支撑脚结构包括上下延伸的支撑缸体、设置在支撑缸体的支撑活塞及与支撑活塞相连接的支撑杆，所述支撑缸体的上端通过连接杆与安装架底部相连接，支撑缸体的下端面中部设有与支撑缸体的内腔相连通的避让通孔，所述支撑杆位于支撑活塞下方，且支撑杆的下端往下穿过避让通孔并位于支撑缸体的下方，所述支撑缸体内并位于支撑活塞的上方设有预紧压缩弹簧，所述支撑缸体外侧面上部设有第一连接口，且第一连接口位于支撑活塞的上方；

所述自适应压紧装置包括设置在安装架上并呈上下延伸的压紧缸体及设置在压紧缸体的压紧活塞，所述压紧缸体的下端开口，且压紧缸体的下端开口与避让口正对设置，所述压紧活塞的上端口设有第二连接口，所述第一连接口通过导气连接管与第二连接口相连接。

2.根据权利要求1所述的水层流速测量装置，其特征是，所述压紧缸体的下端开口与避让口相连接，所述球座外侧面上部设有与球座的内腔相连通的导气通孔。

3.根据权利要求1所述的水层流速测量装置，其特征是，所述支撑杆的下端设有支撑平板，且支撑平板与支撑杆相垂直。

4.根据权利要求1所述的水层流速测量装置，其特征是，所述支撑平板上设有若干往下延伸的触手。

5.根据权利要求1所述的水层流速测量装置，其特征是，所述压紧活塞的下端面设有橡胶压块。

6.根据权利要求5所述的水层流速测量装置，其特征是，所述橡胶压块的下端面设有与球头相对应的球面凹槽。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的水层流速测量装置，其特征是，所述支撑缸体的内侧面上部并位于支撑活塞的上方设有限位挡块，所述第一连接口位于限位挡块上方。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的水层流速测量装置，其特征是，所述安装架为下大上小的三角形或锥形安装架。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的水层流速测量装置，其特征是，所述流速测量仪为电磁流速测量仪。