CN115616243A - 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，包括浮体，所述浮体的两侧分别设置有第一流速检测器、第二流速检测器，所述浮体的内部设置有平衡调节器，且通过平衡调节器调节浮体的平衡状态，使第一流速检测器、第二流速检测器检测河流中同层或不同层流速。本发明通过对河流的中层区域进行多次流速采集，并在计算出该层流速后，通过平衡调节器改变浮体的平衡姿态，使得测速仪可同时对河流的上下两层流速进行检测，结合多层检测的流速计算出河流的整体平均流速后，判断河流对河岸是否存在侵蚀可能，检测精度高，且便于操作。

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，具体涉及一种新型水流测速仪及测速方法。

背景技术

人工整治的水渠在短距离范围比较直，河底形状比较稳定，形成的水流，一般可近似为层流，其不同的水深，水流流速接近，但在自然界，河岸一般都是弯曲的，在自然水流的作用下，凸岸形成堆积，凹岸发生侵蚀，又由于每年气候原因，降雨量的不同，各区域汇入河流不同位置的水量不同，加之河底地形组成、地质环境、水力坡降的不同，在不同的时期，主河床的位置是摆动的，其位置、宽度、深度等是变化的，导致河床的三维形态不停的变化，不同部位的水流就形成了紊流，其流速在不同的部位变化较大，在各行业应用实践中，对不同部位水流流速也有要求，不仅仅测某一个断面的表面水流流速。

申请号202210173314.6的中国专利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。

上述技术存在以下不足：

1、上述水流测速仪仅通过在浮球体相对两侧设置测流组件检测河流流速，导致在单次下水过程中，测流组件仅能采集河流同一层上的流速，当需要检测河流其它层的流速时，还需要人工取出浮球体添加或减少配重块后才能使用，不便于使用，且检测精度低；

2、浮球体放入河流中后，浮球体的平衡姿态没有保证，容易导致浮球体在河流中倾翻，影响检测结果，且使用局限性大。

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，以解决背景技术中不足。

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，包括浮体，所述浮体的两侧分别设置有第一流速检测器、第二流速检测器，所述浮体的内部设置有平衡调节器，且通过平衡调节器调节浮体的平衡状态，使第一流速检测器、第二流速检测器检测河流中同层或不同层流速。

在一个优选的实施方式中，所述浮体的顶部和底部均设置有吸/排水组件，所述排水组件包括圆筒、活塞杆、连接件以及电动推杆，所述圆筒嵌入设置在浮体中，且圆筒的底端呈开口设置，所述活塞杆滑动嵌入设置在圆筒中，所述连接件固定在活塞杆的顶端，所述电动推杆固定在浮体中，且连接件与电动推杆通过伸缩轴传动连接，电动推杆通过连接件驱动活塞杆移出圆筒，圆筒内部产生负压吸入河水，增加浮体的自重，浮体下沉，通过活塞杆排出圆筒内部的水浮体上浮。

在一个优选的实施方式中，所述平衡调节器包括齿圈、陀螺仪、第一电机、环形架、齿轮以及第二电机，所述环形架通过连杆固定在浮体的内部，所述齿圈与环形架通过轴承转动连接，所述陀螺仪转动设置在齿圈中部，第一电机固定在齿圈的内侧顶部，且陀螺仪与第一电机通过输出轴传动连接，第二电机固定在环形架上，齿轮与第二电机通过输出轴传动连接，且齿轮与齿圈啮合。

在一个优选的实施方式中，所述第一电机驱动陀螺仪转动，转动的陀螺仪保持浮体的平衡状态，通过第二电机驱动齿轮转动九十度，齿轮通过齿圈带动陀螺仪转动九十度，浮体跟随翻转使第一流速检测器、第二流速检测器分别位于浮体的上下侧。

在一个优选的实施方式中，所述第一流速检测器与第二流速检测器均与浮体通过伸缩组件连接，所述伸缩组件包括套管、方杆、螺杆以及第三电机，所述套管固定在浮体一侧，所述第三电机固定设置在套管中，两个方杆分别与第一流速检测器以及第二流速检测器固定，且方杆与套管滑动连接，所述螺杆转动设置在套管中，且螺杆与方杆螺纹连接，螺杆与第三电机通过输出轴传动连接。

在一个优选的实施方式中，所述第一流速检测器、第二流速检测器在X轴上处于同一水平位置检测河流流速，第三电机驱动螺杆顺时针转动，螺杆通过方杆带动第一流速检测器以及第二流速检测器移动远离浮体，调节第一流速检测器以及第二流速检测器的水平位置；

所述第一流速检测器、第二流速检测器在Y轴上处于同一水平位置检测河流流速，第三电机驱动螺杆顺时针转动，螺杆通过方杆带动第一流速检测器以及第二流速检测器移动远离浮体，调节第一流速检测器以及第二流速检测器的高度位置。

在一个优选的实施方式中，所述浮体的内部还固定设置有集成盒，所述集成盒的内部设置有处理器、锂电池以及红外接收器，且锂电池用于为测速仪中所有用电器件供电，红外接收器的输入/输出端与处理器电性连接，处理器用于控制用电器件的运行，红外接收器的输入/输出端设置有遥控，且遥控通过红外发射器与红外接收器信号连接。

在一个优选的实施方式中，所述浮体远离驱动组件的一侧还固定设置有摄像头，且摄像头用于对河流摄像，所述摄像头拍摄到前方存在阻挡物，通过遥控移动浮体远离阻挡物；

通过平衡调节器调节浮体的平衡状态，第一流速检测器以及第二流速检测器以浮体为圆心做圆周运动，在该圆周轨迹上，第一流速检测器以及第二流速检测器多次采集河流流速。

本发明还提供一种新型水流测速方法，所述测速方法包括以下步骤：

S1：浮体置于河流中，通过遥控控制平衡调节器、吸/排水组件以及驱动组件运行，使浮体处于平衡状态悬浮在河流的中层区域；

S2：摄像头拍摄到前方存在阻挡物时，移动浮体位置，直到浮体前方不存在阻挡物；

S3：第一流速检测器、第二流速检测器配合检测河流同层的流速，生成第一流速值与第二流速值，计算第一流速值与第二流速值的平均值估算处河流中该层流速，生成第一平均流速；

S4：通过平衡调节器调节浮体在河流中的平衡状态，第一流速检测器、第二流速检测器配合检测河流不同层的流速，通过计算河流不同层流速的平均值，生成第二平均流速；

S5：通过计算第一平均流速与第二平均流速的平均值得到河流整体流速，河流整体流速

流速阈值，河流流速对河岸的侵蚀性小，河流整体流速=流速阈值时，河流流速对河岸的存在侵蚀性可能，进行预警，河流整体流速

流速阈值时，河流流速侵蚀河岸。

在一个优选的实施方式中，还包括

S6：通过平衡调节器调节浮体的平衡状态，第一流速检测器以及第二流速检测器以浮体为圆心做圆周运动，在该圆周轨迹上，第一流速检测器以及第二流速检测器多次采集河流流速，从而生成多个流速值，最后计算多个流速值的平均值后得到河流流速值；

S7：当前区域河流测速完成后，通过驱动组件驱动浮体移动至下一区域，再重复步骤S1、S2、S3、S4、S5、S6检测河流流速；

S8：整合多个区域河流流速值，计算平均值后得到整条河流的估算流速。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、本发明通过对河流的中层区域进行多次流速采集，并在计算出该层流速后，通过平衡调节器改变浮体的平衡姿态，使得测速仪可同时对河流的上下两层流速进行检测，结合多层检测的流速计算出河流的整体平均流速后，判断河流对河岸是否存在侵蚀可能，检测精度高，且便于操作；

2、本发明通过改变陀螺仪的轴向来调节浮体的平衡姿态，使得浮体不仅可以在水中处于平衡状态，而且还可以实时调节浮体的平衡姿态，更便于第一流速检测器、第二流速检测器检测河流不同层的流速。

3、本发明通过在浮体上增加吸/排水组件可以达到实时调节自身自重的目的，需要检测河流其它层时，仅需要调节圆筒的吸/排水量即可，有利于提高水流测速仪的检测效率。

4、本发明通过设置伸缩组件，使得在浮体不动的前提下，改变第一流速检测器、第二流速检测器的位置，检测更为全面，并且有效减低测速仪的功耗，延长浮体在河流中的使用时间。

5、本发明摄像头拍摄到前方存在阻挡物时，工作人员需要移动浮体在该层中的位置，直到浮体前方不存在阻挡物，该测速仪可有效避开河流中的阻挡物（如木头、石块等），从而提高对河流流速的检测精度。

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为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的纵向剖视图。

图3为本发明平衡调节器的结构示意图。

图4为本发明吸/排水组件的结构示意图。

图5为本发明伸缩组件的结构示意图。

图6为本发明的系统模块图。

图7为本发明用于河流中同层流速检测的第一使用状态图。

图8为本发明用于河流中同层流速检测的第二使用状态图。

图9为本发明用于河流中同层流速检测的第三使用状态图。

图10为本发明用于河流中不同层流速检测的第一使用状态图。

图11为本发明用于河流中不同层流速检测的第二使用状态图。

图12为本发明用于河流中不同层流速检测的第三使用状态图。

附图标记说明：

1、浮体；11、第一流速检测器；12、第二流速检测器；

2、遥控；

3、平衡调节器；31、齿圈；32、陀螺仪；33、第一电机；34、环形架；35、齿轮；36、第二电机；

4、吸/排水组件；41、圆筒；42、活塞杆；43、连接件；44、电动推杆；

5、驱动组件；

6、伸缩组件；61、套管；62、方杆；63、螺杆；64、第三电机；

7、集成盒；71、处理器；72、摄像头；73、锂电池；74、红外接收器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例1

请参阅图1和图2所示，本实施例所述一种新型水流测速仪，包括浮体1，所述浮体1的两侧分别设置有第一流速检测器11、第二流速检测器12，与现有技术不同的是，所述浮体1的内部设置有平衡调节器3，且通过平衡调节器3调节浮体1的平衡状态，使第一流速检测器11、第二流速检测器12检测河流中同层或不同层流速。

请参阅图7所示，驱动浮体1位于河流的中层区域，人工通过平衡调节器3调节浮体1在河流中的平衡状态，使第一流速检测器11、第二流速检测器12在X轴上处于同一水平位置，此时第一流速检测器11、第二流速检测器12配合检测河流同层的流速，生成第一流速值与第二流速值，计算第一流速值与第二流速值的平均值估算处河流中该层流速，生成第一平均流速，通过双检测计算平均值的方式有利于提高检测精度；

请参阅图10所示，人工通过平衡调节器3调节浮体1在河流中的平衡状态，使第一流速检测器11、第二流速检测器12在Y轴上处于同一水平位置，此时第一流速检测器11、第二流速检测器12配合检测河流不同层的流速；

例如，第一流速检测器11检测河流上层流速，第二流速检测器12检测河流下层流速，由于河流下层接近河床，受河沙以及石头的影响，下层流速较慢，而河流上层受风力等因素影响，流速较快，在综合比较后，可以通过计算河流上层流速与河流下层流速的平均值，生成第二平均流速；

最后，通过计算第一平均流速与第二平均流速的平均值得到河流整体流速，将河流整体流速与流速阈值进行对比，当河流整体流速

流速阈值时，说明河流流速对河岸的侵蚀性小，当河流整体流速=流速阈值时，说明河流流速对河岸的存在侵蚀性可能，需要进行预警，当河流整体流速

流速阈值时，说明河流流速侵蚀河岸，需要及时补修河岸，避免河岸坍塌；

该水流测速仪通过对河流的中层区域进行多次流速采集，并在计算出该层流速后，通过平衡调节器3改变浮体1的平衡姿态，使得测速仪可同时对河流的上下两层流速进行检测，结合多层检测的流速计算出河流的整体平均流速后，判断河流对河岸是否存在侵蚀可能，检测精度高，且便于操作。

请参阅图1和图2所示，为避免浮体1放入河流中被河流冲走，我们在浮体1的一侧还设置有驱动组件5，驱动组件5包括主螺旋桨机以及两个舵机，主螺旋桨机主要为浮体1提供前进动力，使得浮体1能够与河流流速对抗，悬停在河流中，两个舵机为浮体1提供转向功能。

请参阅图1和图4所示，由于本实施例中，浮体1需要沉入河流中，检测河流不同层的流速，因此，我们在浮体1的顶部和底部均设置有吸/排水组件4。

所述排水组件4包括圆筒41、活塞杆42、连接件43以及电动推杆44，所述圆筒41嵌入设置在浮体1中，且圆筒41的底端呈开口设置，所述活塞杆42滑动嵌入设置在圆筒41中，所述连接件43固定在活塞杆42的顶端，所述电动推杆44固定在浮体1中，且连接件43与电动推杆44通过伸缩轴传动连接；

浮体1放入河流中时，通过自身浮力漂浮在河流面上，需要使浮体1下沉时，电动推杆44通过连接件43驱动活塞杆42移出圆筒41，此时圆筒41内部产生负压吸入河水，使得浮体1的自重增加，此时浮体1下沉，同理，需要浮体1上浮时，仅需通过活塞杆42排出圆筒41内部的水即可；

当第一流速检测器11、第二流速检测器12在Y轴上处于同一水平位置时，此时两组排水组件4在X轴上处于同一水平位置，此时需要两组排水组件4同时吸水/排水，避免浮体1两侧重量不一样倾斜。

与现有人工增、减配重块改变浮体1自重的方式相比，该水流测速仪通过在浮体1上增加吸/排水组件4可以达到实时调节自身自重的目的，需要检测河流其它层时，仅需要调节圆筒41的吸/排水量即可，有利于提高水流测速仪的检测效率。

实施例2

现有技术中，仅是通过在浮体1的内部添加陀螺仪32，使浮体1能在水中保持平衡状态。

请参阅图3所示，本实施例中，所述平衡调节器3包括齿圈31、陀螺仪32、第一电机33、环形架34、齿轮35以及第二电机36；

所述环形架34通过连杆固定在浮体1的内部，所述齿圈31与环形架34通过轴承转动连接，所述陀螺仪32转动设置在齿圈31中部，第一电机33固定在齿圈31的内侧顶部，且陀螺仪32与第一电机33通过输出轴传动连接，第二电机36固定在环形架34上，齿轮35与第二电机36通过输出轴传动连接，且齿轮35与齿圈31啮合；

浮体1入水时，第一电机33驱动陀螺仪32转动，转动的陀螺仪32保持浮体1的平衡状态，通过第二电机36驱动齿轮35转动九十度，齿轮35通过齿圈31带动陀螺仪32转动九十度，此时在陀螺仪32转动产生的惯性力下，浮体1跟随翻转九十度，使第一流速检测器11、第二流速检测器12分别位于浮体1的上下侧，完成对浮体1平衡姿态的调节；

该平衡调节器3通过改变陀螺仪32的轴向来调节浮体1的平衡姿态，使得浮体1不仅可以在水中处于平衡状态，而且还可以实时调节浮体1的平衡姿态，更便于第一流速检测器11、第二流速检测器12检测河流不同层的流速。

实施例3

当检测河流存在一定宽度以及深度时，上述实施例1中的测速仪需要多次调节在河流中的深度以及位置，才能较为全面的检测河流的流速，这对测速仪的使用带来不便，且增加测速仪的功耗，因此，本实施例提出以下方案：

所述第一流速检测器11与第二流速检测器12均与浮体1通过伸缩组件6连接；

请参阅图5所示，所述伸缩组件6包括套管61、方杆62、螺杆63以及第三电机64；

所述套管61固定在浮体1一侧，所述第三电机64固定设置在套管61中，两个方杆62分别与第一流速检测器11以及第二流速检测器12固定，且方杆62与套管61滑动连接，所述螺杆63转动设置在套管61中，且螺杆63与方杆62螺纹连接，螺杆63与第三电机64通过输出轴传动连接；

请参阅图8所示，第一流速检测器11、第二流速检测器12在X轴上处于同一水平位置检测河流流速，第三电机64驱动螺杆63顺时针转动，螺杆63通过方杆62带动第一流速检测器11以及第二流速检测器12移动远离浮体1，调节第一流速检测器11以及第二流速检测器12的水平位置后，对河流该层的其它区域进行检测；

请参阅图11所示，第一流速检测器11、第二流速检测器12在Y轴上处于同一水平位置检测河流流速，第三电机64驱动螺杆63顺时针转动，螺杆63通过方杆62带动第一流速检测器11以及第二流速检测器12移动远离浮体1，调节第一流速检测器11以及第二流速检测器12的高度位置后，对河流不同深度检测。

该测速仪通过设置伸缩组件6，使得在浮体1不动的前提下，改变第一流速检测器11、第二流速检测器12的位置，检测更为全面，并且有效减低测速仪的功耗，延长浮体1在河流中的使用时间。

实施例4

请参阅图6所示，所述浮体1的内部还固定设置有集成盒7，所述集成盒7的内部设置有处理器71、锂电池73以及红外接收器74；

且锂电池73用于为测速仪中所有用电器件供电，红外接收器74的输入/输出端与处理器71电性连接，处理器71用于控制用电器件的运行；

红外接收器74的输入/输出端设置有遥控2，且遥控2通过红外发射器与红外接收器74信号连接；

在浮体1远离驱动组件5的一侧还固定设置有摄像头72，且摄像头72用于对河流摄像。

工作人员通过遥控2无线控制测速仪的运行，摄像头72拍摄画面通过蓝牙传输至遥控2的图像处理模块处理后，通过遥控2上的显示屏显示。

实施例5

本实施例中，摄像头72配合第一流速检测器11、第二流速检测器12使用。

由于河道是弯曲的，这导致河道的弯曲部会形成凸岸与凹岸，其中，凸岸长期受到河水冲击，容易侵蚀坍塌，而河水中携带的泥沙会堆积在凹岸处。

因此，当测速仪位于河道弯曲处检测河流流速时，无论是凸岸或凹岸，均有可能在浮体1的前方出现阻挡物，阻挡物的存在会降低该区域中河流的流速，这样检测出来的流速误差大，影响检测结果。

因此，当浮体1位于河流中，且第一流速检测器11、第二流速检测器12同时检测河流该层流速，当摄像头72拍摄到前方存在阻挡物时，工作人员需要移动浮体1在该层中的位置，直到浮体1前方不存在阻挡物，该测速仪可有效避开河流中的阻挡物（如木头、石块等），从而提高对河流流速的检测精度。

实施例6

若河道地貌复杂，可能会导致河流在河道不同位置的流速发生改变，因此，为了进一步提高测速仪的检测精度，提出以下方案：

首先通过摄像头72避开河流中的阻挡物；

请参阅图9和图12所示，当浮体1位于河流中，并检测河流中层的流速后，工作人员可通过平衡调节器3调节浮体1的平衡状态，第一流速检测器11以及第二流速检测器12以浮体1为圆心做圆周运动，在该圆周轨迹上，第一流速检测器11以及第二流速检测器12多次采集河流流速，从而生成多个流速值，最后计算多个流速值的平均值后得到河流流速值。

实施例7

请参阅图1-图12所示，本实施例所述一种新型水流测速方法，所述测速方法包括以下步骤：

A、浮体1置于河流中，通过遥控2控制平衡调节器3、吸/排水组件4以及驱动组件5运行，使浮体1处于平衡状态悬浮在河流的中层区域；

B、摄像头72拍摄到前方存在阻挡物时，移动浮体1在该层中的位置，直到浮体1前方不存在阻挡物；

C、第一流速检测器11、第二流速检测器12配合检测河流同层的流速，生成第一流速值与第二流速值，计算第一流速值与第二流速值的平均值估算处河流中该层流速，生成第一平均流速；

D、通过平衡调节器3调节浮体1在河流中的平衡状态，第一流速检测器11、第二流速检测器12配合检测河流不同层的流速，通过计算河流不同层流速的平均值，生成第二平均流速；

E、通过计算第一平均流速与第二平均流速的平均值得到河流整体流速，河流整体流速

流速阈值，河流流速对河岸的侵蚀性小，河流整体流速=流速阈值时，河流流速对河岸的存在侵蚀性可能，进行预警，河流整体流速

流速阈值时，河流流速侵蚀河岸；

F、通过平衡调节器3调节浮体1的平衡状态，第一流速检测器11以及第二流速检测器12以浮体1为圆心做圆周运动，在该圆周轨迹上，第一流速检测器11以及第二流速检测器12多次采集河流流速，从而生成多个流速值，最后计算多个流速值的平均值后得到河流流速值；

G、当前区域河流测速完成后，通过驱动组件5驱动浮体1移动至下一区域，再重复步骤ABCDEF检测河流流速。

H、整合多个区域河流流速值，计算平均值后得到整条河流的估算流速。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新型水流测速仪，包括浮体（1），所述浮体（1）的两侧分别设置有第一流速检测器（11）、第二流速检测器（12），其特征在于：所述浮体（1）的内部设置有平衡调节器（3），且通过平衡调节器（3）调节浮体（1）的平衡状态，使第一流速检测器（11）、第二流速检测器（12）检测河流中同层或不同层流速。

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：所述浮体（1）的顶部和底部均设置有吸/排水组件（4），所述排水组件（4）包括圆筒（41）、活塞杆（42）、连接件（43）以及电动推杆（44），电动推杆（44）通过连接件（43）驱动活塞杆（42）移出圆筒（41），圆筒（41）内部产生负压吸入河水，增加浮体（1）的自重，浮体（1）下沉，通过活塞杆（42）排出圆筒（41）内部的水使浮体（1）上浮。

3.根据权利要求2所述的一种新型水流测速仪，其特征在于：所述平衡调节器（3）包括齿圈（31）、陀螺仪（32）、第一电机（33）、环形架（34）、齿轮（35）以及第二电机（36），所述环形架（34）通过连杆固定在浮体（1）的内部，所述齿圈（31）与环形架（34）通过轴承转动连接，所述陀螺仪（32）转动设置在齿圈（31）中部，第一电机（33）固定在齿圈（31）的内侧顶部，且陀螺仪（32）与第一电机（33）通过输出轴传动连接，第二电机（36）固定在环形架（34）上，齿轮（35）与第二电机（36）通过输出轴传动连接，且齿轮（35）与齿圈（31）啮合。

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：所述第一电机（33）驱动陀螺仪（32）转动，转动的陀螺仪（32）保持浮体（1）的平衡状态，通过第二电机（36）驱动齿轮（35）转动九十度，齿轮（35）通过齿圈（31）带动陀螺仪（32）转动九十度，浮体（1）跟随翻转使第一流速检测器（11）、第二流速检测器（12）分别位于浮体（1）的上下侧。

5.根据权利要求4所述的一种新型水流测速仪，其特征在于：所述第一流速检测器（11）与第二流速检测器（12）均与浮体（1）通过伸缩组件（6）连接，所述伸缩组件（6）包括套管（61）、方杆（62）、螺杆（63）以及第三电机（64），所述套管（61）固定在浮体（1）一侧，所述第三电机（64）固定设置在套管（61）中，两个方杆（62）分别与第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）固定，且方杆（62）与套管（61）滑动连接，所述螺杆（63）转动设置在套管（61）中，且螺杆（63）与方杆（62）螺纹连接，螺杆（63）与第三电机（64）通过输出轴传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种新型水流测速仪，其特征在于：所述第一流速检测器（11）、第二流速检测器（12）在X轴上处于同一水平位置检测河流流速，第三电机（64）驱动螺杆（63）顺时针转动，螺杆（63）通过方杆（62）带动第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）移动远离浮体（1），调节第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）的水平位置；

所述第一流速检测器（11）、第二流速检测器（12）在Y轴上处于同一水平位置检测河流流速，第三电机（64）驱动螺杆（63）顺时针转动，螺杆（63）通过方杆（62）带动第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）移动远离浮体（1），调节第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）的高度位置。

7.根据权利要求6所述的一种新型水流测速仪，其特征在于：所述浮体（1）的内部还固定设置有集成盒（7），所述集成盒（7）的内部设置有处理器（71）、锂电池（73）以及红外接收器（74），且锂电池（73）用于为测速仪中所有用电器件供电，红外接收器（74）的输入/输出端与处理器（71）电性连接，处理器（71）用于控制用电器件的运行，红外接收器（74）的输入/输出端设置有遥控（2），且遥控（2）通过红外发射器与红外接收器（74）信号连接。

8.根据权利要求7所述的一种新型水流测速仪，其特征在于：所述浮体（1）远离驱动组件（5）的一侧还固定设置有摄像头（72），且摄像头（72）用于对河流摄像，所述摄像头（72）拍摄到前方存在阻挡物，通过遥控（2）移动浮体（1）远离阻挡物；

通过平衡调节器（3）调节浮体（1）的平衡状态，第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）以浮体（1）为圆心做圆周运动，在该圆周轨迹上，第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）多次采集河流流速。

9.一种新型水流测速方法，通过权利要求1-8任一项所述的一种新型水流测速仪实现，其特征在于：所述测速方法包括以下步骤：

S1：浮体（1）置于河流中，通过遥控（2）控制平衡调节器（3）、吸/排水组件（4）以及驱动组件（5）运行，使浮体（1）处于平衡状态悬浮在河流的中层区域；

S2：摄像头（72）拍摄到前方存在阻挡物时，移动浮体（1）位置，直到浮体（1）前方不存在阻挡物；

S3：第一流速检测器（11）、第二流速检测器（12）配合检测河流同层的流速，生成第一流速值与第二流速值，计算第一流速值与第二流速值的平均值估算处河流中该层流速，生成第一平均流速；

S4：通过平衡调节器（3）调节浮体（1）在河流中的平衡状态，第一流速检测器（11）、第二流速检测器（12）配合检测河流不同层的流速，通过计算河流不同层流速的平均值，生成第二平均流速；

S5：通过计算第一平均流速与第二平均流速的平均值得到河流整体流速，河流整体流速

流速阈值，河流流速对河岸的侵蚀性小，河流整体流速=流速阈值时，河流流速对河岸的存在侵蚀性可能，进行预警，河流整体流速

流速阈值时，河流流速侵蚀河岸。

10.根据权利要求9所述的一种新型水流测速方法，其特征在于：还包括

S6：通过平衡调节器（3）调节浮体（1）的平衡状态，第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）以浮体（1）为圆心做圆周运动，在该圆周轨迹上，第一流速检测器（11）以及第二流速检测器（12）多次采集河流流速，从而生成多个流速值，最后计算多个流速值的平均值后得到河流流速值；

S7：当前区域河流测速完成后，通过驱动组件（5）驱动浮体（1）移动至下一区域，再重复步骤S1、S2、S3、S4、S5、S6检测河流流速；

S8：整合多个区域河流流速值，计算平均值后得到整条河流的估算流速。

Images