CN114609408A - 一种多功能新型水流测速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能水流测速装置，包括浮体、设置在浮体下部的水平台、水平机构和锚固器；所述浮体平行漂浮在水面上，所述水平机构包括中摆杆、侧摆杆、水平检测台、竖直杆和测速仪；所述中摆杆的上部铰接在水平台的中部，侧摆杆位于中摆杆的两侧，在三杆的底部和中部分别铰接有底水平摆杆和中水平摆杆，中水平摆杆向外垂直设置有水平检测台，测速仪固定在安装在竖直杆上；底水平摆杆的中部设置有连接环，锚固器通过绳索固定在连接环上；本发明为改进不同水深下水体流速测量方式，提供了一种轻便、高效的多功能新型水体测速装置，实现一次性准确测量河道不同水深处水流速度，缩短检测时长，提高了水体流速的检测精度，为人们提供了便利。

Description

一种多功能新型水流测速装置
技术领域
本发明属于技术领域，具体涉及一种多功能新型水流测速装置。
背景技术
流速测量是水动力研究、探求不同水深条件下水流特性的一项必备内容。在测量不同水深下流速的过程中，往往因装置操作繁琐、测时较长、测速不准、测深受限、不易测出目标水深流速等问题而困扰。
随着科技进步，水流测速装置与测速效果虽已得到改善，但仅仅是在流速装置测速技术方面的改进，针对特定水位的流速测定技术亟需提高。传统流速装置进行测速时易受到水流冲击作用，造成测速仪会跟随倾斜，导致测速仪的扇叶无法与水流正对，所测水体流速不准确；且仪器容易损坏，并且测速仪倾斜后，所述流体深度是测速仪距离锚固器底部的距离，但是偏斜后，测速仪所测流速与目标水深不符，测速不准确，且整体结构操作过程复杂、反复多次而耗时耗力，基于此，研究一种多功能新型水流测速装置是必要的。
发明内容
针对现有设备存在的缺陷和问题，本发明提供一种多功能新型水流测速装置，有效的解决了现有设备中存在的测速仪容易跟随发生偏移，致使测速仪无法精确检测特定深度的流体流速的问题。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种多功能水流测速装置，包括浮体、设置在浮体下部的水平台、水平机构和锚固器；所述浮体平行漂浮在水面上，所述浮体的下部经连接杆固定有与其平行的水平台，所述水平机构包括中摆杆、侧摆杆、水平检测台、竖直杆和测速仪；所述中摆杆的上部铰接在水平台的中部，侧摆杆位于中摆杆的两侧，并铰接在水平台的两侧；在三杆的底部和中部分别铰接有底水平摆杆和中水平摆杆，形成平行四边形摆动机构；所述中水平摆杆向外垂直设置有水平检测台，所述竖直杆沿竖向固定在水平检测台上，所述测速仪固定在安装在竖直杆上；所述底水平摆杆的中部设置有连接环，所述锚固器通过绳索固定在连接环上。
进一步的，所述中水平摆杆间隔设置有多组，从而形成多个不同深度的流速检测组。
进一步的，所述连接杆为伸缩杆，所述伸缩杆包括套杆和套筒，套杆套装在套筒内，并能通过侧面的顶丝锁死。
进一步的，所述套筒贯穿浮体，并在其上部侧面设置有顶丝，所述套杆套装在套筒内。
进一步的，所述浮体上设置有水平仪。
进一步的，所述水平台的两侧向下设置有吊杆，其中部设置有中摆座，所述侧摆杆铰接在吊杆的底部，中摆杆通过摆轴铰接在中摆座上，在中摆座上设置有角度检测器，角度检测器的检测轴与摆轴传动连接。
进一步的，所述中摆杆和侧摆杆上套装有滑套，滑套上设置有铰接座，所述中水平摆杆铰接在铰接座上，所述滑套上设置有固定座，在侧摆杆的外侧设置有导向座，导向座与浮体的外侧设置有导向套，吊绳依次固定在固定座、导向座和导向套内，并引导至浮体上，所述吊绳缠绕在同步收卷轮上。
进一步的，所述吊绳上设置有刻度线，在导向套的端部或者浮体上设置有标准套。
进一步的，所述滑套与摆杆之间设置有停止闸，停止闸能通过闸线与远端的手刹连接。
进一步的，所述浮体的内部设置有多个容器，每个容器内均设置有独立的注水器。
本发明的有益效果：本发明以浮体为基础，利用浮体将整体结构漂浮在水面上，并在浮体上设置有水平度调整结构，通过选择性的向容器内注入水量来改变浮体的重心，能够使浮体处于水平状态；在调平的浮体底部设置有连接杆，该连接杆能够设置为伸缩杆，利用其来将水平台与浮体连接，来适当的延伸深度，来满足不同水深的测速。
为了使测速仪能够在摆动时始终处于水平状态，来与水流留下对应，本发明以平行四边形为基础，利用两边平行的特性，以水平台为基础设置了上部水平杆，在上部水平杆上设置了中摆杆和侧摆杆，并以中摆杆和侧摆杆为基础设置了中水平摆杆和底水平摆杆，此时中水平摆杆和底水平摆杆均处于水平状态，并以中水平摆杆为基础向外垂直设置有水平检测台，水平检测台向下设置有竖直杆，从而无论如何摆动，竖直杆均能够处于竖直状态，并以其为基础设置了测速仪，确保测速仪能够始终与水体流向对应，能够准确的测量水体的流速。
为了能够定位测速仪所处高度，本发明在底水平摆杆的底部设置了能够确定长度的绳索，柔性的绳索与锚固器连接，锚固器可以为船锚的结构，其能锚固在河床上，随着水体流速，能够使浮体连通水平台向外，所绳索绷直，并拉动平行四边形结构摆动，此时绳索与中摆杆基本在同一直线上，通过检测中摆杆的倾斜角度即可确定绳索与河床的倾斜角度，进而确定测速仪所处距离水面和河床底部位置。
同时本发明还设置了控制中水平摆杆上下滑动的结构，能够使测速仪处于不同的位置，通过一个测速仪便能够检测不同的水深，使用方便，整体结构轻便，操作简单。
由此，本发明专注于为改进不同水深下水体流速测量方式，提供了一种轻便、高效、稳定的多功能新型水体测速装置，旨在实现一次性准确测量河道不同水深处水流速度，缩短检测时长，提高了水体流速的检测精度，为人们提供了便利。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的另一种实施方式结构示意图。
图3为浮体高度调节的结构示意图。
图4为水平机构的结构示意图。
图5为中水平摆杆的深度调节结构示意图。
图6为同步收卷轮的结构示意图。
图中的标号为：1为浮体，2为连接杆，3为水平台，4为吊杆，5为中摆座，6为角度检测器，7为侧摆杆，8为中摆杆，9为中水平摆杆，10为底水平摆杆，11为绳索，12为锚固器，13为容器，14为水平仪，15为套筒，16为顶丝，17为套杆，18为导向套，19为导向座，20为固定座，21为吊绳，22为滑套，23为铰接座，24为水平检测台，25为竖直杆，26为测速仪，27为同步收卷轮，28为驱动器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：本实施例旨在提供一种多功能新型水流测速装置，主要用于对水体流速进行检测，针对现有结构上的缺陷，其主要采用一个竖直杆来安装测速仪，但是竖直杆如何能够在流动的水体中始终保持竖直状态，这在实际操作过程中是很难实现的，竖直杆需要强力的结构来进行稳定；现有的结构中也利用自倾斜结构来安装测速仪，但是这种结构在实施时，测速仪一旦发生倾斜其扇叶难以与流体流向适配，导致难以实施，基于此，本实施例提供了一种能够适应性的多功能水流测速装置。
如图1中展示，一种多功能水流测速装置，包括浮体1、设置在浮体1下部的水平台3、水平机构和锚固器12；浮体1利用水体浮力漂浮在水面上，为了确保浮体能够始终沿水平方向漂浮在水面上，在其内部设置有多个容器13，每个容器13内均设置有独立的注水器来确保浮体处于水平状态，容器的大小可以相同或不同，通过容器13内的注水量的多少，来适当的改变浮体的重心，来确保其处于水平状态，为了便于辨识其状态，在浮体上设置有用于检测其位置的水平仪14，水平仪14可以为气泡水平仪，也可以为六轴传感器等结构。
本实施例在浮体1的下部经连接杆2固定有与其平行的水平台3，以浮体1为基础进一步连接深入水中的水平台3，进而为设备的安装提供了稳定的水平基准。
水平机构包括中摆杆8、侧摆杆7、水平检测台24、竖直杆25和测速仪26；中摆杆8的上部铰接在水平台3的中部，侧摆杆7位于中摆杆8的两侧，并铰接在水平台3的两侧；并在三杆（两根侧摆杆和一根中摆杆）的底部和中部分别铰接有平行的底水平摆杆和中水平摆杆，形成平行四边形摆动机构；平行四边形由于其自身特性，其四边均处于相互平行的状态，并在摆动过程中仍能保持该平行特性，进而无论如何运动，只需确保浮体1处于水平状态，即可使底水平摆杆10和中水平摆杆9处于水平状态，为设备的安装提供水平基准。
为了安装测速仪26，本实施例如图3中展示，中水平摆杆9向外垂直设置有水平检测台24，竖直杆25沿竖向固定在水平检测台24上，测速仪26固定在安装在竖直杆25上；从而利用相互关系，水平检测台24处于水平状态，进而使测速仪26在摆动状态下能够始终处于水平状态，能够与水体的流速对应，所测数据精确。
为了适应摆动，针对流速仪易受水流冲击作用而造成测速不准、仪器损坏问题，设计“船锚”式固定装置保证整体杆件的稳定性，便于精准测速，在底水平摆杆10的中部设置有连接环，锚固器12通过绳索11固定在连接环上，锚固器12由于自重锚固在河床的底部，而浮体、平行四边形结构、测速仪等结构被水体冲击始终处于锚固器的下游，并将绳索绷直，或者也可以利用岸边施加的拉力来使绳索处于绷直状态。
在具体实施时，本实施例可以将中水平摆杆9间隔设置有多组，从而形成多个不同深度的流速检测组，一次检测便能够检测不同深度的水流流速，操作方便。
由此，本实施例以平行四边形为基础，利用两边平行的特性，以水平台3为基础设置了上部水平杆，在上部水平杆上设置了中摆杆和侧摆杆，并以中摆杆和侧摆杆为基础设置了中水平摆杆和底水平摆杆，此时中水平摆杆和底水平摆杆均处于水平状态，并以中水平摆杆为基础向外垂直设置有水平检测台，水平检测台向下设置有竖直杆，从而无论如何摆动，竖直杆均能够处于竖直状态，并以其为基础设置了测速仪，确保测速仪能够始终与水体流向对应，能够准确的测量水体的流速，无须设置复杂且难以实施的结构来确保竖直杆处于竖直状态，只需在实施时，保证浮体处于水平状态即可，而浮体处于水平上，如何实现其水平状态的保持相对较为容易，本实施例仅提供了一种实施方式来确保水平状态的保持，当然也可以存在其他的方式来实现浮体水平状态的保持，例如可以在岸边施加水平导向杆来迫使其处于水平状态，具体实施时，水平导向杆贯穿浮体，确保水平导向杆即可，本实施例专注于为改进不同水深下水体流速测量方式，提供了一种轻便、高效、稳定的多功能新型水体测速装置，旨在实现一次性准确测量河道不同水深处水流速度，缩短检测时长，提高了水体流速的检测精度，为人们提供了便利。
实施例2：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对连接杆2的结构进一步说明。
本实施例中连接杆为伸缩杆，伸缩杆包括套杆17和套筒15，套杆17套装在套筒15内，并能通过侧面的顶丝16锁死。
本实施例以浮体1为基础，利用浮体1将整体结构漂浮在水面上，并在浮体上设置有水平度调整结构，该连接杆2能够设置为伸缩杆，利用其来将水平台与浮体连接，来适当的延伸深度，来满足不同水深的测速。
进一步实施时如图4中展示，将套筒15贯穿浮体，并在其上部侧面设置有顶丝16，所述套杆17套装在套筒15内，此结构能够在水面以上来对伸缩杆的长度进行调节，来适当的改变水平检测台以及测速仪的高度。
实施例3：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对设置了角度检测器6。
本实施例中，在水平台3的两侧向下设置有吊杆4，其中部设置有中摆座5，侧摆杆7铰接在吊杆4的底部，中摆杆8通过摆轴铰接在中摆座5上，在中摆座5上设置有角度检测器6，角度检测器6的检测轴与摆轴传动连接，角度检测器与6中摆杆8之间建立传动连接，进而能反应中摆杆8的倾斜角度。
本实施例为了能够定位测速仪所处高度，在底水平摆杆的底部设置了能够确定长度的绳索11，柔性的绳索11与锚固器12连接，锚固器12可以为船锚的结构，其能锚固在河床上，随着水体流速，能够使浮体连通水平台向外，所绳索绷直，并拉动平行四边形结构摆动，此时绳索与中摆杆基本在同一直线上，通过检测中摆杆的倾斜角度即可确定绳索与河床的倾斜角度，进而确定测速仪所处距离水面和河床底部位置。
实施例4：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对能够对测速仪26所处的深度进行调节。
本实施例在中摆杆8和侧摆杆7上套装有滑套22，滑套22能够沿摆杆滑动，并在滑套22上设置有铰接座，中水平摆杆9铰接在铰接座上，滑套22上设置有固定座20，在侧摆杆的外侧设置有导向座19，导向座19与浮体的外侧设置有导向套18，吊绳21依次固定在固定座20、导向座19和导向套18内，并引导至浮体上，所述吊绳缠绕在同步收卷轮27上, 同步收卷轮27能够驱动器28驱动转动。
本实施例利用通过同步收卷轮27能够同步收放两侧的吊绳21，使吊绳21能够悬吊滑套，并在放开时，利用滑套、水平检测台和测速仪的自身重力下潜，实现改变测速仪所测深度的目的，通过一个测速仪便能够对不同的深度进行调节，使用成本低，且检测深度范围广，为人们获取不同水深的水体流速提供了便利。
实施例5：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对滑套与摆杆之间的结构进一步说明。
本实施例在吊绳上设置有刻度线，在导向套的端部或者浮体上设置有标准套，通过标准套与刻度线配合能够知道滑套向下滑动的位置，便于计算测速仪所处深度。
同时在滑套与摆杆之间设置有停止闸，停止闸能通过闸线与远端的手刹连接，并与将滑套固定在摆杆上。
由此，本实施例针对测速装置操作繁琐的问题，设计出可上下移动的测速仪，可一次性测出不同水深下的流速，减少下水测量次数；同时在进一步实施时，浮体测速方式多样性，本装置在测量河道不同水深过程中既可安装在固定点测定，同时也可配合船等水上交通工具使用。

Claims (10)

1.一种多功能水流测速装置，其特征在于：包括浮体、设置在浮体下部的水平台、水平机构和锚固器；所述浮体平行漂浮在水面上，所述浮体的下部经连接杆固定有与其平行的水平台，所述水平机构包括中摆杆、侧摆杆、水平检测台、竖直杆和测速仪；所述中摆杆的上部铰接在水平台的中部，侧摆杆位于中摆杆的两侧，并铰接在水平台的两侧；在三杆的底部和中部分别铰接有底水平摆杆和中水平摆杆，形成平行四边形摆动机构；所述中水平摆杆向外垂直设置有水平检测台，所述竖直杆沿竖向固定在水平检测台上，所述测速仪固定在安装在竖直杆上；所述底水平摆杆的中部设置有连接环，所述锚固器通过绳索固定在连接环上。
2.根据权利要求1所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述中水平摆杆间隔设置有多组，从而形成多个不同深度的流速检测组。
3.根据权利要求1所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述连接杆为伸缩杆，所述伸缩杆包括套杆和套筒，套杆套装在套筒内，并能通过侧面的顶丝锁死。
4.根据权利要求2所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述套筒贯穿浮体，并在其上部侧面设置有顶丝，所述套杆套装在套筒内。
5.根据权利要求1所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述浮体上设置有水平仪。
6.根据权利要求1所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述水平台的两侧向下设置有吊杆，其中部设置有中摆座，所述侧摆杆铰接在吊杆的底部，中摆杆通过摆轴铰接在中摆座上，在中摆座上设置有角度检测器，角度检测器的检测轴与摆轴传动连接。
7.根据权利要求1所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述中摆杆和侧摆杆上套装有滑套，滑套上设置有铰接座，所述中水平摆杆铰接在铰接座上，所述滑套上设置有固定座，在侧摆杆的外侧设置有导向座，导向座与浮体的外侧设置有导向套，吊绳依次固定在固定座、导向座和导向套内，并引导至浮体上，所述吊绳缠绕在同步收卷轮上。
8.根据权利要求7所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述吊绳上设置有刻度线，在导向套的端部或者浮体上设置有标准套。
9.根据权利要求7所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述滑套与摆杆之间设置有停止闸，停止闸能通过闸线与远端的手刹连接。
10.根据权利要求1所述的多功能水流测速装置，其特征在于：所述浮体的内部设置有多个容器，每个容器内均设置有独立的注水器。
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Title
刘宏;张敬东;李东颇;: "浅谈枯水水文悬杆流量测验的问题及解决办法", 农业与技术, no. 11 *
张琮范;: "便携式水流测速仪", 科技视界, no. 03 *

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CN114609408B (zh) 2023-09-19

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