CN114563591A - 一种新型水流测速仪及测速方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型水流测速仪及测速方法，包括浮球体以及设置在浮球体相对两侧的测流组件，浮球体的外壁对称设置有连接杆体，测流组件分别安装在连接杆体的一端，测流组件包括若干个测流涡轮和旋转感应器，连接杆体的一端固定连接有发电机，若干个测流涡轮等距分布在发电机上，且旋转感应器分别固定安装在每个测流涡轮的轴心处；浮球体上设置有配重仓，且配重仓位于两组测流组件的中轴处，配重仓上侧的外壁活动安装有调节杆体。本发明提供了新型水流测速仪及其测速方法，通过测量水源的深度的不同调节配重仓内的配重块，使得浮球体可浮沉的范围变大，接着根据所测量的水深程度，将配重仓安装至安装仓内。

Description

一种新型水流测速仪及测速方法

技术领域

本发明涉及水流测速技术领域，具体来说涉及一种新型水流测速仪及测速方法。

背景技术

涡轮流量计使用的传感器一般是霍尔式传感器，当被测流体流过涡轮流量计使涡轮发生转动时，根据霍尔效应，传感器会产生霍尔电势，涡轮转动产生的振荡霍尔电势为电脉冲信号，将此脉冲信号作为输入信号接到单片机的外部中断信号接收端，通过软件控制，每读到一个中断脉冲，软件就会记录一个数值，然后将记录的数值与单片机本身定时器记录的时间进行运算即可得到被测流体流速。

在现有的装置使用时，大多是固定的位置进行测量，得到单一的数据，难以进行多样化、多维度的检测，对水流的流速的检测很难得到精确的数据，并不利于长期的使用，这样一来对在设计水渠、防护、桥梁设计等方面都存在着巨大的困难，使得桥梁、水渠在后期的使用中面临着巨大的挑战甚至是危险，给人们的生产、生活带来巨大的困扰。

综上所述，现有技术中所存在的对水流的流速的检测大多是单一的检测，难得到精确的数据，不便于长时间使用的问题，诚待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型水流测速仪及测速方法，旨在解决水流的流速的检测数据较单一的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型水流测速仪，包括浮球体以及设置在浮球体相对两侧的测流组件，浮球体的外壁对称设置有连接杆体，所述测流组件分别安装在所述连接杆体的一端，所述测流组件包括若干个测流涡轮和旋转感应器，所述测流涡轮上均固定安装有发电机，所述若干个测流涡轮等距分布在发电机上，且所述旋转感应器分别固定安装在每个所述测流涡轮的轴心处；

所述浮球体上设置有配重仓，且所述配重仓位于两组所述测流组件的中轴处，所述配重仓上侧的外壁活动安装有调节杆体。

作为优选所述测流组件还包括固定壳体和后槽体，所述固定壳体分别固定安装在所述连接杆体的一端，且所述固定壳体的内壁为前端口大于后端口的漏斗形，并且向内的角度为5-10度，所述后槽体位于所述固定壳体端口直径较小一侧的外壁，且所述固定壳体相对所述后槽体一侧的端口设置有连接板，所述连接板的轴心处设置有连接轴，所述测流涡轮转动安装在所述连接轴上，所述发电机固定安装在所述连接板上，且与所述测流涡轮相连接；

所述浮球体的内部设置有单片机，所述连接杆体的一端延伸至所述浮球体的内部，且与所述单片机固定连接，若干个所述旋转感应器的一端分别与所述单片机相连接；

所述连接杆体上侧的外壁设置有感应式流量计，所述感应式流量计的一端与所述单片机固定连接。

作为优选，所述浮球体的外壁设置有安装仓，所述配重仓活动安装在所述安装仓的内部，所述安装仓的外壁套接有深度环，所述安装仓的外壁设置有计量槽，所述深度环的内壁设置有滑块，所述计量槽与所述滑块凹凸配合。

作为优选，所述安装仓靠近下端的内壁设置有内螺纹，所述配重仓靠近下端的外壁设置有外螺纹，所述安装仓与所述配重仓通过内螺纹与所述外螺纹螺纹连接，所述安装仓的外壁设置有抵块，所述抵块位于所述安装仓端口的上侧；

所述调节杆体活动安装在所述抵块下侧的外壁，且所述调节杆体一侧的外壁与所述安装仓的端口齐平，所述配重仓的下端设置有延长块，所述延长块与所述安装仓的一端活动连接，所述调节杆体与所述延长块一侧的外壁活动连接。

作为优选，，所述调节杆体上设置有两组镜像对称分布的调位杆，所述调位杆上分别活动安装有插杆，所述调位杆与所述插杆上均设置有调节孔，所述调节孔内均螺纹连接有固定螺钉。

作为优选，所述浮球体的内壁与外壁之间设置有真空夹层，所述浮球体具体为无机轻质填充材料，所述浮球体与所述安装仓垂直的外壁设置有牵引连接口，且所述牵引连接口位于远离所述发电机的一侧。

作为优选，上述测速仪的计算方法为：

假设单片机8所记录旋转感应器的平均值为m，感应式流量计61的计数值为f,定时器的计数值为M,与计数值对应的计数时间为T，切割磁力线的转速为F,则有：

如果涡轮的叶片数为k，则转速n为：

结合(1)(2)，并带入(3)，得到转速n为：

流体的流速为：n*p(m³/min) (5)。

作为优选，所述浮球体的内壁与外壁之间设置有真空夹层，所述浮球体具体为无机轻质填充材料。

作为优选，所述浮球体相对于所述安装仓的外壁设置有牵引连接口。

作为优选，一种新型水流测速仪的测速方法，包括以下步骤：

步骤一：调节测量深度：通过测量水源的深度的不同调节配重仓内的配重块，使得浮球体可浮沉的范围变大；

步骤二：固定测量位置：将装配好的浮球体放入所测量的水源中，并根据所测量的水源的深度与测量深度的需求，并将插杆插入淤泥内，同时用绳索系紧牵引连接口，用以固定；

步骤三：进行测量：位于浮球体两侧的测流组件讲分别将测流涡轮的旋转数据传输至单片机内，通过单片机对数据进行转换，得到不同位置的测流涡轮的数据；

步骤四：得出数据：对上述数据进行比较、处理，即得到水流的流速。

在上述技术方案中，本发明提供的，具备以下有益效果：

一、通过测量水源的深度的不同调节配重仓内的配重块，使得浮球体可浮沉的范围变大，接着根据所测量的水深程度，如若测量的水源较浅，参考附体所示的使用状态，将调节杆体套接在安装仓的外壁，然后将配重仓安装至安装仓内，在安装仓内设置有内螺纹，通过内螺纹与外螺纹螺纹连接，使得配重仓固定在安装仓内，并通过抵块与延长块配合，将调节杆体固定，然后，对插杆与调节杆的安装位置进行调节，使得插杆可插入测量水体的淤泥内，最后通过调节孔内连接的固定螺栓进行固定、并使用绳索系紧牵引连接口以便对浮球体进行固定，如若所测量的水源较深，参考附体所示的使用状态，可直接将配重仓固定在安装仓内，无需对调节杆体进行安装，直接使用绳索系紧牵引连接口进行使用；

二、在浮球体两侧的测流组件对水源的流速进行检测，在测流组件中的测流涡轮讲受到水流的冲击进行旋转，而测流涡轮连接的旋转感应器将对测流涡轮的旋转圈数进行记录，并通过单片机进行数据处理，最终使得测流涡轮的转速可得知，并且测流涡轮还设置有磁线圈，测流涡轮切割磁力线发电，通过单片机对电流的大小予以显示，将水流与测流涡轮的工作信息数据化，以便测量中的使用；并且安装测流涡轮的固定壳体为前端口大于后端口的漏斗形，在测流涡轮遇到水源时，可以充分的在固定壳体内停留，以使得测流涡轮的测量更加精确。

三、在同样的浮力下，相较于其他材料来说，无机轻质填充材料使得浮球体的质量较轻，所受的浮力较大，便于测量水流流速，并且浮球体的内壁与外壁之间设置有真空夹层，可以保证浮球体的内部设置的单片机不受到水源的破坏，导致影响使用的情况，配置好浮球体在使用时，通过牵引连接口进行一定范围的固定，牵引连接口位于浮球体相对安装仓的一侧，在使用时，可以保证浮球体保持垂直的状态，便于测量。

应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。

本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的调节杆体安装结构示意图；

图3为本发明实施例提供的浮球体内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的测流组件正面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的测流组件背部结构示意图；

图6为本发明实施例提供的配重仓连接结构示意图。

附图标记说明：

1、浮球体；2、安装仓；20、内螺纹；21、抵块；3、配重仓；31、外螺纹；32、延长块；4、深度环；41、滑块；5、计量槽；6、连接杆体；61、感应式流量计；7、测流组件；71、发电机；72、固定壳体；73、测流涡轮；74、旋转感应器；75、连接板；76、后槽体；8、单片机；9、牵引连接口；10、调节杆体；11、调位杆；12、插杆；13、调节孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参考附图2-4所示，一种新型水流测速仪，包括浮球体1以及设置在浮球体1相对两侧的测流组件7，浮球体1的外壁对称设置有连接杆体6，所述测流组件7分别安装在所述连接杆体6的一端，所述测流组件7包括若干个测流涡轮73和旋转感应器74，所述连接杆体6的一端固定连接有发电机71，所述若干个测流涡轮73等距分布在发电机71上，且所述旋转感应器74分别固定安装在每个所述测流涡轮73的轴心处；所述浮球体1上设置有配重仓3，且所述配重仓3位于两组所述测流组件7的中轴处，所述配重仓3上侧的外壁活动安装有调节杆体10；所述安装仓2靠近下端的内壁设置有内螺纹20，所述配重仓3靠近下端的外壁设置有外螺纹31，所述安装仓2与所述配重仓3通过内螺纹20与所述外螺纹31螺纹连接，所述安装仓2的外壁设置有抵块21，所述抵块21位于所述安装仓2端口的上侧；所述调节杆体10活动安装在所述抵块21下侧的外壁，且所述调节杆体10一侧的外壁与所述安装仓2的端口齐平，所述配重仓3的下端设置有延长块32，所述延长块32与所述安装仓2的一端活动连接，所述调节杆体10与所述延长块32一侧的外壁活动连接；所述调节杆体10上设置有两组镜像对称分布的调位杆11，所述调位杆11上分别活动安装有插杆12，所述调位杆11与所述插杆12上均设置有调节孔13，所述调节孔13内均螺纹连接有固定螺钉；在测量时，通过测量水源的深度的不同调节配重仓3内的配重块，使得浮球体1可浮沉的范围变大，接着根据所测量的水深程度，如若测量的水源较浅，参考附体1所示的使用状态，将调节杆体10套接在安装仓2的外壁，然后将配重仓3安装至安装仓2内，在安装仓2内设置有内螺纹20，通过内螺纹20与外螺纹31螺纹连接，使得配重仓3固定在安装仓2内，并通过抵块21与延长块32配合，将调节杆体10固定，然后，对插杆12与调位杆11的安装位置进行调节，使得插杆12可插入测量水体的淤泥内，最后通过调节孔13内连接的固定螺栓进行固定、并使用绳索系紧牵引连接口9以便对浮球体1进行固定，如若所测量的水源较深，参考附体4所示的使用状态，可直接将配重仓3固定在安装仓2内，无需对调节杆体10进行安装，直接使用绳索系紧牵引连接口9进行使用。

参考附图2-5所示，所述测流组件7还包括固定壳体72和后槽体76，所述固定壳体72分别呈线性阵列分布在所述发电机71，且所述固定壳体72的内壁为前端口大于后端口的漏斗形，并且向内的角度为5-10度，所述后槽体76位于所述固定壳体72端口直径较小一侧的外壁，且所述固定壳体72相对所述后槽体76一侧的端口设置有连接板75，所述连接板75的轴心处设置有连接轴，所述测流涡轮73转动安装在所述连接轴上；所述浮球体1的外壁设置有安装仓2，所述配重仓3活动安装在所述安装仓2的内部，所述安装仓2的外壁套接有深度环4，所述安装仓2的外壁设置有计量槽5，所述深度环4的内壁设置有滑块41，所述计量槽5与所述滑块41凹凸配合；所述浮球体1的内壁设置有单片机8，所述连接杆体6的一端延伸至所述浮球体1的内部，且与所述单片机8固定连接，若干个所述旋转感应器74的一端分别与所述单片机8相连接，所述连接杆体6上侧的外壁设置有感应式流量计61，所述感应式流量计61的一端与所述单片机8固定连接；在浮球体1两侧的测流组件7对水源的流速进行检测，在测流组件7中的测流涡轮73讲受到水流的冲击进行旋转，而测流涡轮73连接的旋转感应器74将对测流涡轮73的旋转圈数进行记录，并通过单片机8进行数据处理，最终使得测流涡轮73的转速可得知，并且测流涡轮73还设置有磁线圈，测流涡轮73切割磁力线发电，通过单片机8对电流的大小予以显示，将水流与测流涡轮73的工作信息数据化，以便测量中的使用；并且安装测流涡轮73的固定壳体72为前端口大于后端口的漏斗形，在测流涡轮73遇到水源时，可以充分的在固定壳体72内停留，以使得测流涡轮73的测量更加精确。

参考附图3所示，所述浮球体1的内壁与外壁之间设置有真空夹层，所述浮球体1具体为无机轻质填充材料；所述浮球体1相对于所述安装仓2的外壁设置有牵引连接口9；在同样的浮力下，相较于其他材料来说，无机轻质填充材料使得浮球体1的质量较轻，所受的浮力较大，便于测量水流流速，并且浮球体1的内壁与外壁之间设置有真空夹层，可以保证浮球体1的内部设置的单片机不受到水源的破坏，导致影响使用的情况，配置好浮球体1在使用时，通过牵引连接口9进行一定范围的固定，牵引连接口9位于浮球体1相对安装仓2的一侧，在使用时，可以保证浮球体1保持垂直的状态，便于测量。

一种新型水流测速仪的测速方法，包括以下步骤：

步骤一：调节测量深度：通过测量水源的深度的不同调节配重仓3内的配重块，使得浮球体1可浮沉的范围变大；

步骤二：固定测量位置：将装配好的浮球体1放入所测量的水源中，并根据所测量的水源的深度与测量深度的需求，并将插杆12插入淤泥内，同时用绳索系紧牵引连接口9，用以固定；

步骤三：进行测量：位于浮球体1两侧的测流组件7分别将测流涡轮73的旋转数据传输至单片机8内，通过单片机8对数据进行转换，得到不同位置的测流涡轮73的数据；

步骤四：得出数据：对上述数据进行比较、处理，即得到水流的流速。

本发明的工作原理：在测量时，通过测量水源的深度的不同调节配重仓3内的配重块，使得浮球体1可浮沉的范围变大，接着根据所测量的水深程度，如若测量的水源较浅，参考附体1所示的使用状态，将调节杆体10套接在安装仓2的外壁，然后将配重仓3安装至安装仓2内，在安装仓2内设置有内螺纹20，通过内螺纹20与外螺纹31螺纹连接，使得配重仓3固定在安装仓2内，并通过抵块21与延长块32配合，将调节杆体10固定，然后，对插杆12与调位杆11的安装位置进行调节，使得插杆12可插入测量水体的淤泥内，最后通过调节孔13内连接的固定螺栓进行固定、并使用绳索系紧牵引连接口9以便对浮球体1进行固定，如若所测量的水源较深，参考附体4所示的使用状态，可直接将配重仓3固定在安装仓2内，无需对调节杆体10进行安装，直接使用绳索系紧牵引连接口9进行使用；在浮球体1两侧的测流组件7对水源的流速进行检测，在测流组件7中的测流涡轮73讲受到水流的冲击进行旋转，而测流涡轮73连接的旋转感应器74将对测流涡轮73的旋转圈数进行记录，并通过单片机8进行数据处理，最终使得测流涡轮73的转速可得知，并且测流涡轮73还设置有磁线圈，测流涡轮73切割磁力线发电，通过单片机8对电流的大小予以显示，将水流与测流涡轮73的工作信息数据化，以便测量中的使用；并且安装测流涡轮73的固定壳体72为前端口大于后端口的漏斗形，在测流涡轮73遇到水源时，可以充分的在固定壳体72内停留，以使得测流涡轮73的测量更加精确。

具体的，在安装测流涡轮73的固定壳体72为前端口大于后端口的漏斗形，在测流涡轮73遇到水源时，可以充分的在固定壳体72内停留，以使得测流涡轮73的测量更加精确，具体的关于流速的计算方式如下：假设单片机8所转换的旋转感应器74的计数的平均值为m，感应式流量计61的计数值为f,定时器的计数值为M,与计数值对应的计数时间为T，切割磁力线的转速为F,则有：

如果涡轮的叶片数为k，则转速n为：

结合(1)(2)，并带入(3)，得到转速n为：

流体的流速为：n*p(m³/min) (5)。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种新型水流测速仪，其特征在于，包括浮球体(1)以及设置在浮球体(1)相对两侧的测流组件(7)，浮球体(1)的外壁对称设置有连接杆体(6)，所述测流组件(7)分别安装在所述连接杆体(6)的一端，所述测流组件(7)包括若干个测流涡轮(73)和旋转感应器(74)，所述测流涡轮(73)上均固定安装有发电机(71)，所述若干个测流涡轮(73)等距分布在发电机(71)上，且所述旋转感应器(74)分别固定安装在每个所述测流涡轮(73)的轴心处；

所述浮球体(1)上设置有配重仓(3)，且所述配重仓(3)位于两组所述测流组件(7)的中轴处，所述配重仓(3)上侧的外壁活动安装有调节杆体(10)。

2.根据权利要求1所述的一种新型水流测速仪，其特征在于，所述测流组件(7)还包括固定壳体(72)和后槽体(76)，所述固定壳体(72)分别固定安装在所述连接杆体(6)的一端，且所述固定壳体(72)的内壁为前端口大于后端口的漏斗形，并且向内的角度为5-10度，所述后槽体(76)位于所述固定壳体(72)端口直径较小一侧的外壁，且所述固定壳体(72)相对所述后槽体(76)一侧的端口设置有连接板(75)，所述连接板(75)的轴心处设置有连接轴，所述测流涡轮(73)转动安装在所述连接轴上，所述发电机(71)固定安装在所述连接板(75)上，且与所述测流涡轮(73)相连接；

所述浮球体(1)的内部设置有单片机(8)，所述连接杆体(6)的一端延伸至所述浮球体(1)的内部，且与所述单片机(8)固定连接，若干个所述旋转感应器(74)的一端分别与所述单片机(8)相连接；

所述连接杆体(6)上侧的外壁设置有感应式流量计(61)，所述感应式流量计(61)的一端与所述单片机(8)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型水流测速仪，其特征在于，所述浮球体(1)的外壁设置有安装仓(2)，所述配重仓(3)活动安装在所述安装仓(2)的内部，所述安装仓(2)的外壁套接有深度环(4)，所述安装仓(2)的外壁设置有计量槽(5)，所述深度环(4)的内壁设置有滑块(41)，所述计量槽(5)与所述滑块(41)凹凸配合。

4.根据权利要求3所述的一种新型水流测速仪，其特征在于，所述安装仓(2)靠近下端的内壁设置有内螺纹(20)，所述配重仓(3)靠近下端的外壁设置有外螺纹(31)，所述安装仓(2)与所述配重仓(3)通过内螺纹(20)与所述外螺纹(31)螺纹连接，所述安装仓(2)的外壁设置有抵块(21)，所述抵块(21)位于所述安装仓(2)端口的上侧；

所述调节杆体(10)活动安装在所述抵块(21)下侧的外壁，且所述调节杆体(10)一侧的外壁与所述安装仓(2)的端口齐平，所述配重仓(3)的下端设置有延长块(32)，所述延长块(32)与所述安装仓(2)的一端活动连接，所述调节杆体(10)与所述延长块(32)一侧的外壁活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种新型水流测速仪，其特征在于，所述调节杆体(10)上设置有两组镜像对称分布的调位杆(11)，所述调位杆(11)上分别活动安装有插杆(12)，所述调位杆(11)与所述插杆(12)上均设置有调节孔(13)，所述调节孔(13)内均螺纹连接有固定螺钉。

6.根据权利要求1所述的一种新型水流测速仪，其特征在于，所述浮球体(1)的内壁与外壁之间设置有真空夹层，所述浮球体(1)具体为无机轻质填充材料，所述浮球体(1)与所述安装仓(2)垂直的外壁设置有牵引连接口(9)，且所述牵引连接口(9)位于远离所述发电机(71)的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种新型水流测速仪，其特征在于，上述测速仪的计算方法为：

假设单片机8所记录旋转感应器(74)的平均值为m，感应式流量计(61)的计数值为f,定时器的计数值为M,与计数值对应的计数时间为T，切割磁力线的转速为F,则有：

如果涡轮的叶片数为k，则转速n为：

结合(1)(2)，并带入(3)，得到转速n为：

流体的流速为：n*p(m³/min) (5)。

8.根据权利要求1-9任一所述的一种新型水流测速仪的测速方法，包括以下步骤：

步骤一：调节测量深度：通过测量水源的深度的不同调节配重仓(3)内的配重块，使得浮球体(1)可浮沉的范围变大；

步骤二：固定测量位置：将装配好的浮球体(1)放入所测量的水源中，并根据所测量的水源的深度与测量深度的需求，并将插杆(12)插入淤泥内，同时用绳索系紧牵引连接口(9)，用以固定；

步骤三：进行测量：位于浮球体(1)两侧的测流组件(7)讲分别将测流涡轮(73)的旋转数据传输至单片机(8)内，通过单片机(8)对数据进行转换，得到不同位置的测流涡轮(73)的数据；

步骤四：得出数据：对上述数据进行比较、处理，即得到水流的流速。

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