CN117405183A - 一种非满管含沙水流流量测量装置及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非满管含沙水流流量测量装置及其测量方法，包括主壳体，其内部设置有一空腔，主壳体一侧一体式设置有固定环，固定环内壁下端左右两侧均固定安装有流速传感器；连接管，其固定安装于固定环内部，连接管内壁顶部固定安装有上安装座，上安装座底部固定安装第一红外测距仪和滑轨，滑轨外壁滑动连接有浮板，浮板上表面固定安装有第二红外测距仪，下安装座，其固定安装于连接管内壁下端，所述下安装座上表面固定安装有含沙测量仪，所述下安装座与含沙测量仪之间设置有重力传感器，本发明中，通过直接测算流速与过流断面面积，采用流速面积法计算出装置内的流量，测量结果准确，通过设置含沙测量仪对含沙水流中的含沙量进行测量。

Description

一种非满管含沙水流流量测量装置及其测量方法
技术领域
本发明属于流量测量设备技术领域，具体为一种非满管含沙水流流量测量装置及其测量方法。
背景技术
流量计指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。流量计又分为有差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。按介质分类：液体流量计和气体流量计。
如公告号CN 116358651 A的一种测量非满管流量的超声测量装置，此装置采用超声流量计进行检测，由于管内为非满管状态，超声波在发射及返回时会经过水和空气两个介质，从而导致数据存在偏差测量精准度较低，同时此测量装置对于含沙水流中的含沙量无法进行有效测算，为了解决上述问题，故提出一种非满管含沙水流流量测量装置及其测量方法。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种非满管含沙水流流量测量装置及其测量方法。
本发明采用的技术方案如下：一种非满管含沙水流流量测量装置，包括：
主壳体，其内部设置有一空腔，所述主壳体一侧一体式设置有固定环，所述固定环内壁下端左右两侧均固定安装有流速传感器；
连接管，其固定安装于固定环内部，所述连接管内壁顶部固定安装有上安装座，所述上安装座底部固定安装有第一红外测距仪和滑轨，所述滑轨外壁滑动连接有浮板，所述浮板上表面固定安装有第二红外测距仪；
下安装座，其固定安装于连接管内壁下端，所述下安装座上表面固定安装有含沙测量仪，所述下安装座与含沙测量仪之间设置有重力传感器。
在一优选的实施方式中，所述含沙测量仪前后两侧分别设置有出水口和进水口，所述出水口和进水口外壁均固定安装有电磁阀。
在一优选的实施方式中，所述第二红外测距仪位于浮板上表面正中心，且面朝连接管一侧内壁。
在一优选的实施方式中，所述主壳体顶部固定安装有控制处理器，所述主壳体内部旋转连接有旋转轮，所述控制处理器内部固定安装有水轮发电机，所述水轮发电机的输出轴与旋转轮上端固定连接。
在一优选的实施方式中，所述控制处理器外壁设置有显示屏。
在一优选的实施方式中，所述主壳体远离连接管一侧外壁和连接管端部外壁均设置有外螺纹。
在一优选的实施方式中，所述流速传感器、第一红外测距仪、第二红外测距仪和重力传感器均与控制处理器信号连接。
在一优选的实施方式中，所述非满管含沙水流流量测量方法包括以下步骤：
S1:含沙水流进入测试装置内部；
S2:流速传感器测量装置内部的水流流速v并将数据传递至控制处理器中；
S3:浮板随液位上升；
S4:第一红外测距仪测量出其与浮板之间的距离并将数据传递至控制处理器中；
S5:第二红外测距仪测量出当前液位下的水平面宽度并将数据传递至控制处理器中；
S6:通过水流高度计算出进入装置内的过水断面面积A，最后通过Q＝Av的计算公式计算出流量。
在一优选的实施方式中，所述非满管含沙水流含沙量测量方法包括以下步骤：
S1:含沙水流进入测试装置内部；
S2:含沙测量仪前后两侧的电磁阀打开；
S3:含沙水流进入含沙测量仪内部；
S4:电磁阀开启5分钟后自动关闭；
S5:重力传感器检测出进入含沙测量仪内的含沙水流总重力M；
S6:含沙测量仪内体积为固定值V，此时可以计算出含量量为：X＝(M-ρV水)/V。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，采用直接算计水流面积的方式计算出装置内的流量，测量结果准确。
2、本发明中，通过设置含沙测量仪对含沙水流中的含沙量进行测量。
3、本发明中，通过设置水轮发电机发电，使装置可以长时间进行测量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中主壳体的俯视图；
图3为本发明中固定环的主视图；
图4为本发明中含沙测量仪的结构示意图；
图5为本发明中控制器的内部结构示意图。
图中标记：1-主壳体；2-连接管；3-固定环；4-上安装座；5-第一红外测距仪；6-滑轨；7-浮板；8-第二红外测距仪；9-流速传感器；10-下安装座；11-含沙测量仪；12-重力传感器；13-出水口；14-进水口；15-电磁阀；16-旋转轮；17-控制处理器；18-显示屏；19-水轮发电机。
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，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。
一种非满管含沙水流流量测量装置，包括：
主壳体1，其内部设置有一空腔，主壳体1一侧一体式设置有固定环3，固定环3内壁下端左右两侧均固定安装有流速传感器9，含沙水流进入测试装置内部，流速传感器9测量装置内部的水流流速；
连接管2，其固定安装于固定环3内部，主壳体1远离连接管2一侧外壁和连接管2端部外壁均设置有外螺纹，连接管2内壁顶部固定安装有上安装座4，上安装座4底部固定安装有第一红外测距仪5和滑轨6，滑轨6外壁滑动连接有浮板7，浮板7上表面固定安装有第二红外测距仪8，第二红外测距仪8位于浮板7上表面正中心，且面朝连接管2一侧内壁，第一红外测距仪5测量出其与浮板7之间的距离，第二红外测距仪8测量出当前液位下的水平面宽度，从而计算出进入装置内的过水断面面积，通过该流速面积法计算出流量；
下安装座10，其固定安装于连接管2内壁下端，下安装座10上表面固定安装有含沙测量仪11，含沙测量仪11前后两侧分别设置有出水口13和进水口14，出水口13和进水口14外壁均固定安装有电磁阀15，下安装座10与含沙测量仪11之间设置有重力传感器12，含沙水流进入测试装置内部，此时电磁阀打开，含沙水流进入含沙测量仪内部，通过重力传感器检测出进入含沙测量仪内的含沙水流总重力，由于含沙测量仪内体积为固定值V，此时可以计算出含沙量；
主壳体1顶部固定安装有控制处理器17，流速传感器9、第一红外测距仪5、第二红外测距仪8和重力传感器12均与控制处理器17信号连接，主壳体1内部旋转连接有旋转轮16，控制处理器17内部固定安装有水轮发电机19，水轮发电机19的输出轴与旋转轮16上端固定连接，当有水流进入主壳体1内部时，水流带动旋转轮16旋转，旋转轮16带动水流发电机19旋转从而产生电量，发电机产生的电量通过逆变器转换后送往控制处理器17，从而使测量设备可以长时间使用，控制处理器17外壁设置有显示屏18，通过显示屏18观察测量结果。
非满管含沙水流流量测量方法包括以下步骤：
S1:含沙水流进入测试装置内部；
S2:流速传感器测量装置内部的水流流速v并将数据传递至控制处理器中；
S3:浮板随液位上升；
S4:第一红外测距仪测量出其与浮板之间的距离并将数据传递至控制处理器中；
S5:第二红外测距仪测量出当前液位下的水平面宽度并将数据传递至控制处理器中；
S6:通过水流高度计算出进入装置内的过水断面面积A，最后通过Q＝Av的计算公式计算出流量。
非满管含沙水流含沙量测量方法包括以下步骤：
S1:含沙水流进入测试装置内部；
S2:含沙测量仪前后两侧的电磁阀打开；
S3:含沙水流进入含沙测量仪内部；
S4:电磁阀开启5分钟后自动关闭；
S5:重力传感器检测出进入含沙测量仪内的含沙水流总重力M；
S6:含沙测量仪内体积为固定值V，此时可以计算出含量量为：X＝(M-ρV水)/V。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上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精神和范围。

Claims (9)

1.一种非满管含沙水流流量测量装置及其测量方法，其特征在于：包括：
主壳体(1)，其内部设置有一空腔，所述主壳体(1)一侧一体式设置有固定环(3)，所述固定环(3)内壁下端左右两侧均固定安装有流速传感器(9)；
连接管(2)，其固定安装于固定环(3)内部，所述连接管(2)内壁顶部固定安装有上安装座(4)，所述上安装座(4)底部固定安装有第一红外测距仪(5)和滑轨(6)，所述滑轨(6)外壁滑动连接有浮板(7)，所述浮板(7)上表面固定安装有第二红外测距仪(8)；
下安装座(10)，其固定安装于连接管(2)内壁下端，所述下安装座(10)上表面固定安装有含沙测量仪(11)，所述下安装座(10)与含沙测量仪(11)之间设置有重力传感器(12)。
2.如权利要求1所述的一种非满管含沙水流流量测量装置，其特征在于：所述含沙测量仪(11)前后两侧分别设置有出水口(13)和进水口(14)，所述出水口(13)和进水口(14)外壁均固定安装有电磁阀(15)。
3.如权利要求1所述的一种非满管含沙水流流量测量装置，其特征在于：所述第二红外测距仪(8)位于浮板(7)上表面正中心，且面朝连接管(2)一侧内壁。
4.如权利要求1所述的一种非满管含沙水流流量测量装置，其特征在于：所述主壳体(1)顶部固定安装有控制处理器(17)，所述主壳体(1)内部旋转连接有旋转轮(16)，所述控制处理器(17)内部固定安装有水轮发电机(19)，所述水轮发电机(19)的输出轴与旋转轮(16)上端固定连接。
5.如权利要求4所述的一种非满管含沙水流流量测量装置，其特征在于：所述控制处理器(17)外壁设置有显示屏(18)。
6.如权利要求1所述的一种非满管含沙水流流量测量装置，其特征在于：所述主壳体(1)远离连接管(2)一侧外壁和连接管(2)端部外壁均设置有外螺纹。
7.如权利要求4所述的一种非满管含沙水流流量测量装置，其特征在于：所述流速传感器(9)、第一红外测距仪(5)、第二红外测距仪(8)和重力传感器(12)均与控制处理器(17)信号连接。
8.如权利要求1所述的一种非满管含沙水流流量测量方法，其特征在于：所述非满管含沙水流流量测量方法包括以下步骤：
S1:含沙水流进入测试装置内部；
S2:流速传感器测量装置内部的水流流速v并将数据传递至控制处理器中；
S3:浮板随液位上升；
S4:第一红外测距仪测量出其与浮板之间的距离并将数据传递至控制处理器中；
S5:第二红外测距仪测量出当前液位下的水平面宽度并将数据传递至控制处理器中；
S6:通过水流高度计算出进入装置内的过水断面面积A，最后通过Q＝Av的计算公式计算出流量。
9.如权利要求1所述的一种非满管含沙水流流量测量方法，其特征在于：所述非满管含沙水流含沙量测量方法包括以下步骤：
S1:含沙水流进入测试装置内部；
S2:含沙测量仪前后两侧的电磁阀打开；
S3:含沙水流进入含沙测量仪内部；
S4:电磁阀开启5分钟后自动关闭；
S5:重力传感器检测出进入含沙测量仪内的含沙水流总重力M；
S6:含沙测量仪内体积为固定值V，此时可以计算出含量量为：X＝(M-ρV水)/V。
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