CN204302305U - 流速流向自动测量仪 - Google Patents
流速流向自动测量仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204302305U CN204302305U CN201420623666.8U CN201420623666U CN204302305U CN 204302305 U CN204302305 U CN 204302305U CN 201420623666 U CN201420623666 U CN 201420623666U CN 204302305 U CN204302305 U CN 204302305U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel tube
- hollow steel
- shutter door
- measuring instrument
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种新型流速流向自动测量仪,该测量仪包括固定台、中空钢管、面阵CCD、开闭门、活动销、固定板和固定基座,所述中空钢管与固定台连接,中空钢管顶部设有注剂口,中空钢管尾部设有开闭门,开闭门与电磁铁连接,面阵CCD固定连接在中空钢管上,面阵CCD采集图像传送到处理器,处理器位于固定台上,固定台下方设有固定板和活动销。本实用新型的测量仪结构巧妙、成本低,测量随机误差小、自动化程度高,大幅提高了流速矢量测量精度,简单易行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种流速测量仪器,具体涉及一种新型流速流向自动测量仪。
背景技术
流速是矢量参数,包含大小和方向,其中流向具有非常重要的科研价值和工程意义:1)水流运动规律研究,水流结构分析的基础是流场,流场必须含有流向,否则无法获取水流结构,不利于水流运动规律研究;2)所有涉河工程建设,都需要做防洪影响研究,断面流速分布、水流动力轴线和水流顶冲点的变化都依赖于流向分析,因此,流速测量需要同步测量流速大小和流速方向。
常用流速测量仪器有:毕托管、微型旋桨流速仪、热线热膜流速仪(Hot Wire/Hot FilmAnemometry,HWFA)、超声波多谱勒流速仪(Acoustic Doppler Velocimetry,ADV)、激光多谱勒流速仪(Laser Doppler Velocimetry/Anemometry,LDV/LDA)和粒子图像测速仪(Particle Image Velocimetry,PIV)。毕托管和旋桨流速仪只能进行流速大小测量,无法测量流速方向。HWFA、ADV、LDV和PIV可同时测量流速大小和流速方向,但价格昂贵,难以大规模应用。为完成流向测量,目前主要采用机械流向仪测量,通过人工判断量角器获取流向角度,测量误差大、自动化程度低、同步性差(模型试验需要测量数百个流向点,依靠人工测量,实时性和同步性差)。
因此,有必要发明具有同步实现流速大小和方向的测量仪器。
实用新型内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本实用新型提供一种流速流向自动测量仪,可以同时测量流速和流向,自动化程度高,成本低。
技术方案:为解决上述技术问题,本实用新型的流速流向自动测量仪,包括固定台、中空钢管、面阵CCD、开闭门、活动销、固定板和固定基座,所述中空钢管与固定台连接,中空钢管顶部设有注剂口,中空钢管尾部设有开闭门和水平孔,开闭门与电磁铁连接,开闭门通过电磁铁的作用带动开闭门上下移动关闭或打开水平孔。
其中,面阵CCD固定连接于中空钢管,面阵CCD平面与中空钢管成直角,并与开闭门和水平孔位于同一侧,面阵CCD、开闭门和水平孔三者的水平中心线相互平行。
所述固定台与固定基座刚性连接,固定板与固定基座相互平行,并与活动销形成T形连接,正转或反转活动销,带动固定板靠近或远离固定基座,从而调节固定板与固定基座之间的距离。
流向测量时,开闭门和水平孔侧应位于水流下游。
采用本实用新型的流速流向自动测量仪进行测量时,包括以下步骤:
1)使固定基座平行于待测流速断面杆,旋转活动销,使固定板与待测流速断面杆紧密连接;
2)控制电磁铁,排斥开闭门,封闭中空钢管水平孔;
3)从注剂口加入示踪染料,示踪染料进入中空钢管;
4)控制电磁铁,吸引开闭门,使中空钢管水平孔打开,记录时间为t0;
5)示踪染料从水平孔中流出,跟随水流运动;
6)经Δt1时间,控制电磁铁,排斥开闭门,封闭中空钢管水平孔;同时,控制面阵CCD获取示踪染料图像M1,再经Δt2获取示踪染料图像M2;
7)通过对图像M1和图像M2处理,获取示踪染料运动轨迹线顶点坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),图像处理示踪染料图像Δt2运动距离为S,则流速大小为
V=S/Δt2
8)M2中最上游的示踪染料与固定基座的垂直距离经图像处理为L,则示踪染料运动轨迹线与固定基座法线夹角B为
B=arccos(L/S)
L=x2-x1
B即为该点流速与待测流速断面法线夹角。
在本实用新型中,以断面为X轴,断面的法线方向为Y轴,水平孔所在的位置为坐标原点。
有益效果:本实用新型的流速流向自动测量仪,结构巧妙、成本低,测量随机误差小、自动化程度高,大幅提高了流速矢量测量精度,简单易行。测试时,从注剂口加入示踪染料,示踪染料进入中空钢管,控制开闭门,使示踪染料流出并随水流运动,控制开闭门关闭水平孔,并通过面阵CCD采集间隔一定时间的两幅图像,经图像处理得到流速和流向,能够同时获取流速和流向。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为图1中开闭门结构示意图;
图3为河流的断面示意图;
图4为图像M2中最上游示踪染料的轨迹图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1和图2所示,本实用新型的流速流向自动测量仪,包括固定台1、中空钢管5、面阵CCD4和开闭门7,中空钢管5与固定台1通过螺纹连接,中空钢管5顶部设有注剂口3,中空钢管5尾部设有开闭门7和水平孔,开闭门7与电磁铁6连接,开闭门7通过电磁铁6的作用带动开闭门7上下移动关闭或打开水平孔,面阵CCD4固定连接在中空钢管5上,面阵CCD4采集图像传送到处理器2,处理器2位于固定台1上,固定台1下方依次设有活动销10、固定板9和固定基座8,固定台1套接于固定基座8,固定基8用于将流向仪平行固定于流速断面杆。
如图3和图4所示,A点为水平孔所在位置,C点为M2时A点运动的位置,即经过Δt1时间关闭水平孔时,水平孔出来的高锰酸钾所在的位置A,经过Δt2获取高锰酸钾的图像M2,原来位置A的高锰酸钾经过Δt2后运动至C点,AC点的距离为S,C点到流速断面的垂直距离为L。
本实用新型的装置在使用时,具体测量方法步骤包括:
1)使固定基座8平行于待测流速断面杆,旋转活动销10,使固定板9与待测流速断面杆紧密连接,旋转活动销10,推动固定板9向固定基座8靠近,从而依靠固定板9和固定基座8夹持于待测流速断面杆;
2)控制电磁铁6,排斥开闭门7,封闭中空钢管5水平孔;
3)从注剂口3加入高锰酸钾,高锰酸钾进入中空钢管5;
4)控制电磁铁6,吸引开闭门7,使中空钢管5水平孔打开,记录时间为t0;
5)示踪染料从水平孔中流出,跟随水流运动;
6)经Δt1时间,控制电磁铁6,排斥开闭门7,封闭中空钢管5水平孔;同时,控制面阵CCD4获取高锰酸钾图像M1,再经Δt2获取高锰酸钾图像M2;
7)通过对图像M1和图像M2处理,获取示踪染料运动轨迹线顶点坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),图像处理高锰酸钾图像Δt2运动距离为S,则流速大小为
V=S/Δt2
8)M2中最上游的示踪染料与固定基座8的垂直距离经图像处理为L,则示踪染料运动轨迹线与固定基座8法线夹角B为
B=arccos(L/S)
L=x2-x1
B即为该点流速与待测流速断面法线夹角。
通过本实用新型得出流速为V=S/Δt2;流向为B=arccos(L/S)
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.流速流向自动测量仪,其特征在于:包括固定台(1)、中空钢管(5)、面阵CCD(4)、开闭门(7)、活动销(10)、固定板(9)和固定基座(8),所述中空钢管(5)与固定台(1)连接,中空钢管(5)顶部设有注剂口(3),中空钢管(5)尾部设有开闭门(7)和水平孔,开闭门(7)与电磁铁(6)连接,开闭门(7)通过电磁铁(6)的作用带动开闭门(7)上下移动关闭或打开水平孔。
2.根据权利要求1所述的流速流向自动测量仪,其特征在于:面阵CCD(4)固定连接于中空钢管(5),面阵CCD(4)平面与中空钢管(5)成直角,并与开闭门(7)和水平孔位于同一侧,面阵CCD(4)、开闭门(7)和水平孔三者的水平中心线相互平行。
3.根据权利要求1所述的流速流向自动测量仪,其特征在于:所述固定台(1)与固定基座(8)刚性连接,固定板(9)与固定基座(8)相互平行,并与活动销(10)形成T形连接,正转或反转活动销(10),带动固定板(9)靠近或远离固定基座(8),从而调节固定板(9)与固定基座(8)之间的距离。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201420623666.8U CN204302305U (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 流速流向自动测量仪 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201420623666.8U CN204302305U (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 流速流向自动测量仪 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN204302305U true CN204302305U (zh) | 2015-04-29 |
Family
ID=53107836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201420623666.8U Expired - Fee Related CN204302305U (zh) | 2014-10-24 | 2014-10-24 | 流速流向自动测量仪 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN204302305U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111638384A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-09-08 | 河海大学 | 一种观测井内地下水流向流速监测的光纤探测装置 |
-
2014
- 2014-10-24 CN CN201420623666.8U patent/CN204302305U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111638384A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-09-08 | 河海大学 | 一种观测井内地下水流向流速监测的光纤探测装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104360101A (zh) | 流速流向自动测量仪及其测量方法 | |
Chevray | The turbulent wake of a body of revolution | |
Lin et al. | Flow property and self-similarity in steady hydraulic jumps | |
CN103308714B (zh) | 一种水流中彩色粒子图像测速系统及其测量方法 | |
CN103499706B (zh) | 扭秤式流动测量仪及其测量方法 | |
CN201732497U (zh) | 雷诺实验仪 | |
CN102692311B (zh) | 一种用于翼型风洞试验的测压尾耙 | |
CN209231364U (zh) | 一种多普勒超声波流速仪 | |
CN105486487A (zh) | 一种波浪检测系统 | |
CN204302305U (zh) | 流速流向自动测量仪 | |
CN204514954U (zh) | 河道二维流速测量及获取河道断面的装置 | |
CN203163984U (zh) | 蝶阀内部流动特性分析的实验系统 | |
CN203259328U (zh) | 周期性明渠非恒定流非接触式紊动结构测控系统 | |
Kalmár-Nagy et al. | Complexity analysis of turbulent flow around a street canyon | |
CN208847652U (zh) | 一种在低悬移质含沙量下的红外光学式自动测沙装置 | |
CN111537187B (zh) | 力与流场多技术联动测量控制方法及系统 | |
CN103674476A (zh) | 周期性明渠非恒定流非接触式紊动结构测控系统 | |
Muto et al. | Velocity measurements in open channel flow with rectangular embayments formed by spur dykes | |
Meyer et al. | Flow mapping of a jet in crossflow with stereoscopic PIV | |
New et al. | Near-field pairing of leading-edge vortices in elliptic jets in cross flow | |
CN201993109U (zh) | 一种观测系统 | |
CN209432846U (zh) | 一种三通道多普勒超声波流速测量仪 | |
Jäckel et al. | A Large-Scale Experiment for the Visualization of Near-Wall Structures in Turbulent Pipe Flow Using Stereoscopic PIV | |
CN203519638U (zh) | 扭秤式流动测量仪 | |
Liu et al. | Experimental study of velocity distributions in the transition region of pipes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150429 Termination date: 20171024 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |