CN204330804U - 一种利用gps测量水面流速流向的装置 - Google Patents

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方春明
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章茂林
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Abstract

本实用新型公开了一种利用GPS测量水面流速流向的装置，包括主浮球和GPS接收器，所述GPS接收器固定在主浮球上，主浮球的外侧设置有三角形边框，三角形边框上设置有若干个水平方向的通孔，三角形边框的一个顶角处固定有连接绳，连接绳上设置有若干个副浮球，三角形边框的另外两个顶角的底面分别设置有旋转叶轮，旋转叶轮的顶面与顶角的底面设置有橡胶层，上下两个橡胶层过盈配合。本实用新型能够改进现有技术的不足，减少了水面紊流和涡旋对浮漂产生的影响，提高测量精度。

Description

一种利用GPS测量水面流速流向的装置
技术领域
本实用新型涉及水面流速流向测量技术领域，尤其是一种利用GPS测量水面流速流向的装置。
背景技术
传统的水面流速流向测量多采用经纬仪交会法。此法需要大量的人力和设备，工作量大且费时。近几年，随着全球定位系统(GPS)的广泛应用和实践，在一定范围内，采用GPS定位法替代经纬仪交会法施测水面流速流向。现有技术中，中国实用新型专利CN 202221431 U公开了一种水面流速、流向自动遥测仪，公开了GPS设备的结构构成和在水面流速流向测量中的连接方式。此外，天津市津武仪器仪表有限公司(http：//jwwdyb.1688.com/)也同样公开销售类似于GJS101-F90系列多种GPS接收机。但是，在GPS接收机应用于水面流速流向测量的过程中，还是存在水面紊流和涡旋导致的浮漂偏移问题，使得测量产生误差。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用GPS测量水面流速流向的装置，能够解决现有技术的不足，减少了水面紊流和涡旋对浮漂产生的影响，提高测量精度。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
一种利用GPS测量水面流速流向的装置，包括主浮球和GPS接收器，所述GPS接收器固定在主浮球上，主浮球的外侧设置有三角形边框，三角形边框上设置有若干个水平方向的通孔，三角形边框的一个顶角处固定有连接绳，连接绳上设置有若干个副浮球，三角形边框的另外两个顶角的底面分别设置有旋转叶轮，旋转叶轮的顶面与顶角的底面设置有橡胶层，上下两个橡胶层过盈配合。
作为优选，所述副浮球与连接绳活动连接，副浮球与连接绳连接的两侧分别设置有弹簧。
作为优选，所述主浮球的底部设置有配重块。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本实用新型在主浮球外侧设置三角形边框，可以减少主浮球在水面的晃动幅度。但是三角形边框会对水流的流速和流向产生影响，使得主浮球对水流的测量产生误差。所以，在三角形边框上设置水平方向的通孔，水流可以通过通孔穿过三角形边框，直接作用于主浮球上，从而抵消三角形边框对水流的影响。在三角形边框外通过连接绳连接有多个副浮球，副浮球改变了传统技术中仅使用主浮球作为唯一测量载体的方式，利用副浮球将水流对整个漂浮系统的作用范围进行分散，减小了由于单一测量载体处于不稳定水域而造成的测量误差。副浮球与连接绳活动连接，当副浮球遇到强烈干扰时，弹簧进行相应的形变缓冲，减小副浮球的异常波动幅度，提高整个装置的稳定性。由于GPS接收器设置在主浮球的上部，这就导致整个主浮球的重心上移，使得主浮球在漂流过程中重心不稳，通过设置配重块，可以将主浮球的重心下拉至一个合理的范围内，提高主浮球的稳定性。处于三角形边框顶角底部的旋转叶轮在主浮球进入紊流和涡旋区域后，会在水流的作用下进行相应的旋转，旋转叶轮与三角形边框上设置的橡胶层相互摩擦，给三角形边框施加一个抵消力，使得三角形边框在紊流和涡旋区域内减小相对位移。
附图说明
图1是本实用新型一个具体实施方式的示意图。
图2是本实用新型一个具体实施方式的俯视图。
图中：1、主浮球；2、GPS接收器；3、三角形边框；4、通孔；5、连接绳；6、副浮球；7、旋转叶轮；8、橡胶层；9、弹簧；10、配重块；11、凹槽。
具体实施方式
参照图1，本实用新型一个具体实施方式包括主浮球1和GPS接收器2，所述GPS接收器2固定在主浮球1上，主浮球1的外侧设置有三角形边框3，三角形边框3上设置有若干个水平方向的通孔4，三角形边框3的一个顶角处固定有连接绳5，连接绳5上设置有四干个副浮球6，三角形边框3的另外两个顶角的底面分别设置有旋转叶轮7，旋转叶轮7的顶面与顶角的底面设置有橡胶层8，上下两个橡胶层8过盈配合。其中的GPS接收器2在背景技术中述及的中国实用新型专利CN 202221431 U已进行了充分的公开，并且在市场上有诸如天津市津武仪器仪表有限公司等多家公司进行成品公开销售，其结构和连接方式均属于成熟的现有技术，在此不再详述。
值得注意的是，所述副浮球6与连接绳5活动连接，副浮球6与连接绳5连接的两侧分别设置有弹簧9。副浮球6的直径为主浮球直径的1/4，相邻两个副浮球6的间隔距离为副浮球6直径的3倍。
此外，所述主浮球1的底部设置有配重块10。配重块10的重量控制在GPS接收器2重量的1.1～1.2倍。
其中，三角形边框3的外侧面设置有凹槽11。凹槽11可以在水流中使水流对凹槽11施加一个向下的作用力，提高主浮球在水中的稳定性。
本实用新型的工作原理在于：本实用新型在主浮球1外侧设置三角形边框3，可以减少主浮球1在水面的晃动幅度。但是三角形边框3会对水流的流速和流向产生影响，使得主浮球1对水流的测量产生误差。所以，在三角形边框3上设置水平方向的通孔，水流可以通过通孔4穿过三角形边框3，直接作用于主浮球1上，从而抵消三角形边框3对水流的影响。在三角形边框3外通过连接绳5连接有多个副浮球6，副浮球6改变了传统技术中仅使用主浮球1作为唯一测量载体的方式，利用副浮球6将水流对整个漂浮系统的作用范围进行分散，减小了由于单一测量载体处于不稳定水域而造成的测量误差。副浮球6与连接绳5活动连接，当副浮球6遇到强烈干扰时，弹簧9进行相应的形变缓冲，减小副浮球6的异常波动幅度，提高整个装置的稳定性。由于GPS接收器2设置在主浮球1的上部，这就导致整个主浮球1的重心上移，使得主浮球1在漂流过程中重心不稳，通过设置配重块10，可以将主浮球1的重心下拉至水面以下约3～5厘米，提高主浮球的稳定性。处于三角形边框3顶角底部的旋转叶轮7在主浮球1进入紊流和涡旋区域后，会在水流的作用下进行相应的旋转，旋转叶轮7与三角形边框3上设置的橡胶层8相互摩擦，给三角形边框3施加一个抵消力，使得三角形边框3在紊流和涡旋区域内减小相对位移。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种利用GPS测量水面流速流向的装置，包括主浮球(1)和GPS接收器(2)，其特征在于：所述GPS接收器(2)固定在主浮球(1)上，主浮球(1)的外侧设置有三角形边框(3)，三角形边框(3)上设置有若干个水平方向的通孔(4)，三角形边框(3)的一个顶角处固定有连接绳(5)，连接绳(5)上设置有若干个副浮球(6)，三角形边框(3)的另外两个顶角的底面分别设置有旋转叶轮(7)，旋转叶轮(7)的顶面与顶角的底面设置有橡胶层(8)，上下两个橡胶层(8)过盈配合。
2.根据权利要求1所述的利用GPS测量水面流速流向的装置，其特征在于：所述副浮球(6)与连接绳(5)活动连接，副浮球(6)与连接绳(5)连接的两侧分别设置有弹簧(9)。
3.根据权利要求2所述的利用GPS测量水面流速流向的装置，其特征在于：所述主浮球(1)的底部设置有配重块(10)。
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