CN108955838B - 非满管流量校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非满管流量校准装置，涉及流量测量技术领域。非满管流量校准装置包括第一储水池、第二储水池、水泵、连通管道和模拟非满管管道；第一储水池、水泵、连通管道、模拟非满管管道依次连通，模拟非满管管道的出水口与第二储水池对应设置；水泵用于控制第一储水池的出水量，模拟非满管管道上设有开口，开口上设有被测流量探头，第二储水池用于接收模拟非满管管道的出水，以使被测流量探头的记录数据与第二储水池的总水量比对。解决了现有技术中，校准方式复杂，不易操作的技术问题。本发明模拟非满管流量计的使用环境，通过第二储水池的总水量与被测流量探头的数据进行比对，确定被测流量探头的精确性。

Description

非满管流量校准装置

技术领域

本发明涉及流量测量技术领域，尤其是涉及一种非满管流量校准装置。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对雨水、污水、中水、河道、湖泊、道路等市政与水利领域的液位监测需求越来越大。近年来，国家对于城市河道、排水管道的液位测量监测数据越来越重视。流量测量现在广泛使用的是流量计，流量计多种多样，可分为转子流量计、节流式流量计、细缝式流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。诸多流量计都要求管道内液体充满管道截面，通过不同的方法得出液体通过流量计时的流量大小。然而在一些特定条件下，液体流量波动较大，管道内会出现非满管的状况。

非满管是指管道内液体没有充满管道截面的状态，管道流体呈非满管流状态。根据水力学理论，非满管流具有自由表面液面，自由液面上相对压强为零，有时充不满管道，并且管道的截面尺寸、底坡、粗糙率等因素的变化，都可引起水断面、液位、流速等一系列相应的变化。因此，非满管流与满管流相比，流体流动规律存在很大的不同。在进行测量时一般选择明渠式流量计及非满管流量计，为了明渠流量计的准确性，在出厂检验时，往往需要对设备的计量精度进行调试，保证明渠流量计的测量精确度。

现有的校准的方式需要增加合适尺寸的巴歇尔槽，通过标准的巴歇尔槽来控制水的流量，通过监测水面高度的变化来准确实时的记录流量数据，具体的巴歇尔槽的尺寸需要根据现场情况确定，安装及计算复杂，增加了施工人员的操作量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非满管流量校准装置，以解决现有技术中存在的，对明渠流量计的校准方式复杂，增加施工人员操作量的技术问题。

本发明提供的一种非满管流量校准装置，包括第一储水池、第二储水池、水泵、连通管道和模拟非满管管道；

所述第一储水池的水出口与水泵的进水口连通，所述水泵的出水口与连通管道的进水端连通，所述连通管道的出水端与模拟非满管管道的进水口连通，所述模拟非满管管道的出水口与第二储水池对应设置；

所述水泵用于控制第一储水池的出水量，所述模拟非满管管道上设有开口，所述开口上设有用于测量模拟非满管管道内的水流流速与流量的被测流量探头，所述第二储水池用于接收模拟非满管管道的出水，以使被测流量探头的记录数据与第二储水池的总水量比对。

进一步的，所述模拟非满管管道包括第一连接段、过渡段、第二连接段和延伸段；

所述第一连接段的一端与连通管道的出水口连通，所述第一连接段的另一端与过渡段的一端连通，所述过渡段的另一端与第二连接段的一端连通，所述第二连接段的另一端与延伸段的一端连通，所述延伸段的另一端延伸至第二储水池上方。

进一步的，所述延伸段与水平面呈倾角设置。

进一步的，还包括液位调节槽；

所述模拟非满管管道的出水口与液位调节槽的进水口连通，所述液位调节槽的出水口设在第二储水池的上方。

进一步的，所述液位调节槽的出水端设有用于调节模拟非满管管道液位高度的挡板。

进一步的，所述连通管道上设有用于测量第一储水池出水量的电磁流量计。

进一步的，所述连通管道上设有测量连通管道内水压力的压力计和测量连通管道内水温度的温度计，所述压力计设在电磁流量计的下方，所述温度计设在电磁流量计的下方。

进一步的，所述延伸段上设有开口，所述开口的数量为多个，多个开口均布排列在延伸段的一端至另一端。

进一步的，所述第一储水池与第二储水池形成储水池，且所述第一储水池与第二储水池之间通过隔离板分开。

进一步的，所述储水池的水出口的数量为多个，多个水出口均布在所述储水池的出水端。

本发明提供的非满管流量校准装置，所述第一储水池的水出口与水泵的进水口连通，所述水泵的出水口与连通管道的进水端连通，所述连通管道的出水端与模拟非满管管道的进水口连通，所述模拟非满管管道的出水口与第二储水池对应设置，所述水泵方便对第一储水池的出水量进行控制，所述模拟非满管管道上设有连接有被测流量探头的开口，所述被测流量探头能够记录流经模拟非满管管道的设有开口的部分的流量及流速，所述第二储水池用于接收模拟非满管管道的出水；模拟非满管管道用于模拟非满管流量计的环境，通过水泵控制第一储水箱的流量模拟非满管流量计所在的水流量的环境，通过被测流量探头测定非满管流量计的流速与流量，通过第二储水池的总水量测定实际的水的流量，用第二储水池的总水量作为校准值，测定非满管流量计记录的数据的准确与否，实现对非满管流量计的准确性的校准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的非满管流量校准装置的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的非满管流量校准装置的俯视图；

图4为图3中B-B向的剖视图。

图标：100-第二储水池；200-第一储水池；300-水泵；400-连通管道；500-模拟非满管管道；600-液位调节槽；700-储水池；401-电磁流量计；402-压力计；403-温度计；501-开口；502-被测流量探头；503-第一连接段；504-过渡段；505-第二连接段；506-延伸段；601-挡板；701-隔离板；702-水出口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种非满管流量校准装置，所述非满管流量校准装置包括第一储水池200、第二储水池100、水泵300、连通管道400和模拟非满管管道500；所述第一储水池200的水出口702与水泵300的进水口连通，所述水泵300的出水口与连通管道400的进水端连通，所述连通管道400的出水端与模拟非满管管道500的进水口连通，所述模拟非满管管道500的出水口与第二储水池100对应设置；所述水泵300用于控制第一储水池200的出水量，所述模拟非满管管道500上设有开口501，所述开口501上设有用于测量模拟非满管管道500内的水流流速与流量的被测流量探头502，所述第二储水池100用于接收模拟非满管管道500的出水，以使被测流量探头502的记录数据与第二储水池100的总水量比对。

如图1-4所示，所述第一储水池200的底端的水出口702与水泵300的左端的进水口连通，所述水泵300的右端的出水口与连通管道400左端的进水端连通，所述连通管道400的下端的出水端与右端的模拟非满管管道500的进水口连通，所述模拟非满管管道500的左端的出水口设在第二储水池100的上方；所述水泵300用于控制第一储水池200的出水量，所述模拟非满管管道500上设有装有被测流量套头的开口501，所述第二储水池100接收模拟非满管管道500的出水；具体地，在使用时，首先将第二储水池100内的水排空，打开与第一储水池200连接的水泵300，使得水流过连通管道400、模拟非满管管道500到达第二储水池100内，通过设置模拟非满管管道500模拟非满管流量计的截面与流速状态，通过水泵300控制第一储水池200的出水量，实现对模拟非满管管道500内水流速的控制，模拟非满管流量计使用时的环境，所述第二储水池100接收模拟非满管管道500的出水，运送一定时间后，以第二储水池100内接收的最终出水量为测定值，与模拟非满管管道500上的被测流量探头502记录的数据进行比对，测定被测流量探头502记录的数据的准确性，实现对被测流量探头502的校准。

需要说明的是，所述水泵300可采用变频水泵300，通过变频水泵300调节第一储水池200的出水量。

进一步地，所述模拟非满管管道500包括第一连接段503、过渡段504、第二连接段505和延伸段506；所述第一连接段503的一端与连通管道400的出水口连通，所述第一连接段503的另一端与过渡段504的一端连通，所述过渡段504的另一端与第二连接段505的一端连通，所述第二连接段505的另一端与延伸段506的一端连通，所述延伸段506的另一端延伸至第二储水池100上方。

如图4所示，所述第一连接段503的上端与连通管道400的下端的出水口连通，所述第一连接段503的下端与过渡段504的右端连通，所述过渡段504的左端与第二连接段505的下端连接，第二连接段505的上端与延伸段506的右端连接，所述延伸段506的左端延伸至第二储水池100的上方，实现对非满管流量计所处的环境的模拟。

需要说明的是，所述模拟非满管管道500采用直径为200mm的聚氯乙烯(PVC)管材，采用聚氯乙烯管材化学性能稳定，成本低。

进一步地，所述延伸段506与水平面呈倾角设置。

所述延伸段506与水平面之间设置有倾角，能够方便调节水流经过模拟非满管管道500时的流速，充分模拟非满管流量计的使用环境。

进一步地，还包括液位调节槽600；所述模拟非满管管道500的出水口与液位调节槽600的进水口连通，所述液位调节槽600的出水口设在第二储水池100的上方。

如图1、图3和图4所示，所述模拟非满管管道500的左端的出水口与液位调节槽600的右端的进水口连通，所述液位调节槽600的出水口设在第二储水池100的上方，设置液位调节槽600能够对水流的流速及液位进行二次的调整，使得模拟的非满管流量计所处的环境更加真实，使得测试结果的准确性。

进一步地，所述液位调节槽600的出水端设有用于调节模拟非满管管道500液位高度的挡板601。

如图1和图2所示，所述液位调节槽600的左端设有挡板601，所述挡板601能够对液位调节槽600的出水端的出水流速及液位进行控制，实现对非满管流量计所处环境的流速及流量的模拟，使得测试结果更加准确。

进一步地，所述连通管道400上设有用于测量第一储水池200出水量的电磁流量计401。

如图1、图3和图4所示，所述连通管道400上设有电磁流量计401，实现对连通管道400上的水流量的实时监控，通过电磁流量计401的实时监控实现对连通管道400上的水流量的控制，通过调整水泵300，实现对非满管流量计所处的水流环境的充分模拟；同时，也可以使用电磁流量计401的数据对被测流量探头502的数据的校准，实现多方面的对比，保证测试结果的准确性。

进一步地，所述连通管道400上设有测量连通管道400内水压力的压力计402和测量连通管道400内水温度的温度计403，所述压力计402设在电磁流量计401的下方，所述温度计403设在电磁流量计401的下方。

如图1和图4所示，所述连通管道400上设有压力计402，压力计402对连通管道400上的水压力进行监控，保证对连通管道400上的水的压力的实时监控，保证非满管流量校准装置整体装置在使用时的压力状态的稳定性；所述连通管道400上设有温度计403，温度计403对连通管道400上的水的温度进行监控，保证对连通管道400上的水的温度进行实时控制，保证非满管流量校准装置整体装置使用时的温度处在合适的状态。

需要说明的是，所述连通管道400的整体向上延伸，距水泵300出水口处的0.5m处设有温度计403，再相隔0.5m处接一个压力计402，再相隔1m处接入电磁流量计401，之后再向上延伸1m后，接弯头使连通管道400水平延伸1m后接入模拟非满管管道500，实现对连通管道400内的水流量、水的温度和压力的控制，设置安装的尺寸，方便对温度计403、压力计402和电磁流量计401的安装；也可根据具体的安装场景设定具体的安装尺寸及安装位置。

还需要说明的是，所述连通管道400为直径为50mm的钢管，实现对水流的充分运输。

进一步地，所述延伸段506上设有开口501，所述开口501的数量为多个，多个开口501均布排列在延伸段506的一端至另一端。

如图1和图4所示，所述延伸段506上设有多个开口501，多个开口501均布排列在延伸段506的左端至右端，设置多个开口501，能够实现对多个被测流量探头502的安装，多个被测流量探头502的设置，能够对多个被测流量探头502进行测试，实现一个装置同时校准多个被测流量探头502的目的，测试方便简单。

进一步地，所述第一储水池200与第二储水池100形成储水池700，且所述第一储水池200与第二储水池100之间通过隔离板701分开。

如图1和图4所示，所述第一储水池200和第二储水池100形成储水池700，第一储水池200与第二储水池100之间通过隔离板701分开，通过一个隔离板701实现对储水池700的分离，制作成本低，方便。

需要说明的是，所述第一储水池200与第二储水池100也可不为一体成型，单独设置，实现对第一储水池200及第二储水池100的单独清理，清理及安装方便。

进一步地，所述储水池700的水出口702的数量为多个，多个水出口702均布在所述储水池700的出水端。

如图1所示，所述储水池700的水出口702的数量为四个，四个均布在储水池700的出水端，四个水出口702均与水泵300连通，保证对需要的水的流量的充足性。

需要说明的是，所述储水池700的水出口702的数量还可以为多个，多个水出口702均布在储水池700的底端，保证水的流量的充足性。

具体地，在使用时，首先将第二储水池100和液位调节槽600内的水排空，打开与第一储水池200连接的水泵300，使得水流过连通管道400、模拟非满管管道500和液位调节槽600到达第二储水池100内，通过设置模拟非满管管道500模拟非满管流量计的截面与流速状态，通过观察电磁流量计401的数据，调节模拟非满管管道500内的水流的流量，如流量不合适，便通过水泵300调节第一储水池200的出水量，实现对模拟非满管管道500内水流速的控制，模拟非满管流量计使用时的环境；所述第二储水池100接收液位调节槽600的出水，运送一定时间后，以第二储水池100内接收的最终出水量为测定值，与模拟非满管管道500上的被测流量探头502记录的数据进行比对，测定被测流量探头502记录的数据的准确性，实现对被测流量探头502的校准。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种非满管流量校准装置，其特征在于，包括第一储水池、第二储水池、水泵、连通管道和模拟非满管管道；

所述第一储水池的水出口与水泵的进水口连通，所述水泵的出水口与连通管道的进水端连通，所述连通管道的出水端与模拟非满管管道的进水口连通，所述模拟非满管管道的出水口与第二储水池对应设置；

所述水泵用于控制第一储水池的出水量，所述模拟非满管管道上设有开口，所述开口上设有用于测量模拟非满管管道内的水流流速与流量的被测流量探头，所述第二储水池用于接收模拟非满管管道的出水，以使被测流量探头的记录数据与第二储水池的总水量比对；

所述模拟非满管管道包括第一连接段、过渡段、第二连接段和延伸段；

所述第一连接段的一端与连通管道的出水口连通，所述第一连接段的另一端与过渡段的一端连通，所述过渡段的另一端与第二连接段的一端连通，所述第二连接段的另一端与延伸段的一端连通，所述延伸段的另一端延伸至第二储水池上方；

所述延伸段与水平面呈倾角设置。

2.根据权利要求1所述的非满管流量校准装置，其特征在于，还包括液位调节槽；

所述模拟非满管管道的出水口与液位调节槽的进水口连通，所述液位调节槽的出水口设在第二储水池的上方。

3.根据权利要求2所述的非满管流量校准装置，其特征在于，所述液位调节槽的出水端设有用于调节模拟非满管管道液位高度的挡板。

4.根据权利要求1所述的非满管流量校准装置，其特征在于，所述连通管道上设有用于测量第一储水池出水量的电磁流量计。

5.根据权利要求4所述的非满管流量校准装置，其特征在于，所述连通管道上设有测量连通管道内水压力的压力计和测量连通管道内水温度的温度计，所述压力计设在电磁流量计的下方，所述温度计设在电磁流量计的下方。

6.根据权利要求1所述的非满管流量校准装置，其特征在于，所述延伸段上设有开口，所述开口的数量为多个，多个开口均布排列在延伸段的一端至另一端。

7.根据权利要求1所述的非满管流量校准装置，其特征在于，所述第一储水池与第二储水池形成储水池，且所述第一储水池与第二储水池之间通过隔离板分开。

8.根据权利要求7所述的非满管流量校准装置，其特征在于，所述储水池的水出口的数量为多个，多个水出口均布在所述储水池的出水端。

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