CN204730999U - 一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，包括：水槽（1）的长边槽壁上沿安装有滑轨（2），所述滑轨（2）中间设置有开口向上的滑槽（3），所述滑槽（3）内设置有滑块（4），所述滑块（4）的上表面与伸缩杆（5）的一端相连，所述伸缩杆（5）的另一端设置有环扣（6），流速仪（7）的测杆（8）穿进所述环扣（6）后旋紧松紧螺母而固定。本实用新型提供的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，构思巧妙，结构简单，装拆灵活，可全方位精确调节测速仪位置，无需人工握持，调节方便快捷，操作简便，节约人力物力，可以在现有实验水槽的基础上进行安装，并且加装之后不会影响实验水槽其他实验功能的实现。

Description

一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，属于流速检测治具技术领域。

背景技术

在水力学实验室、港航实验室以及生态环境实验室，水槽试验是科研人员用于研究流体特性的有效工具。流速作为最重要的水力要素之一，其量测工作在实验的过程中极其常见。目前，由于传统的光学螺旋桨流速仪测量精度高、使用简单方便以及成本低廉等原因，光学螺旋桨流速仪在各个实验室依然被广泛的使用。我们在进行水槽测速实验时，需要选取多个断面，而每一个断面的又有多个测速点，这些位置总需要有人握持光学螺旋桨流速仪，依次进行流速测量且工作量极大。此外，为了保持测杆在流速测量过程中稳定垂直水面和数据及时记录，一般至少需要两人配合工作，费时费力，更主要的是，长时间握持光学螺旋桨流速仪后，由于人自身生理状况难免产生误差，从而大大降低了数据的准确性。所以研发一种方便操作，精度高的流速仪器是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可全方位精确调节测速仪位置，无需人工握持，调节方便快捷，操作简便的实验室水槽试验的全流场流速测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，包括：水槽，所述水槽的长边槽壁上沿安装有滑轨，所述滑轨中间设置有开口向上的滑槽，所述滑槽内设置有滑块，所述滑块的上表面与伸缩杆的一端相连，所述伸缩杆的另一端设置有环扣，流速仪的测杆穿进所述环扣后旋紧松紧螺母而固定，所述流速仪与测量表头电相连；所述滑轨上设置有用于调节所述流速仪X轴位移的第一刻度，所述伸缩杆上设置有用于调节所述流速仪Y轴位移的第二刻度，所述测杆上设置有用于调节所述流速仪Z轴位移的第三刻度。

所述滑轨通过至少4个固定螺母安装于所述水槽上；所述滑轨的长度大于所述水槽的长度。

所述环扣的材质为金属。

所述流速仪包括光学螺旋桨流速仪。

所述伸缩杆为碳纤维伸缩杆，所述伸缩杆完全伸展时的长度大于所述水槽的宽度；所述伸缩杆与所述滑轨相垂直设置且延伸至所述水槽上面。

所述测杆的长度大于所述水槽的高度。

所述第一刻度、第二刻度和第三刻度的最小刻度单位均为毫米。

所述滑轨沿水槽长度方向设置。

所述伸缩杆的杆身上标有刻度，所述伸缩杆能承受一定的外力。

旋松松紧螺母后，可上下调节测杆的位置；调节好测杆的位置后，旋紧松紧螺母后将测杆固定在环扣里；松紧螺母设置于环扣上，用于旋松或旋紧环扣。

一条沿水槽长度方向设置的滑轨的长短根据水槽的长度确定，通过四个固定螺母固定在水槽槽壁上沿，光学螺旋桨流速仪在X方向上的位置调整即通过在运动滑轨上滑动实现，同时该滑轨也保证了光学螺旋桨流速仪的水平稳定，具体位置通过观察滑轨自身的刻度进行调节控制。

一根杆身标有刻度的高强度伸缩杆，该伸缩杆的长短根据水槽的宽度确定，其端部按滑槽宽度设计，可将其于纵向垂直水槽长度方向并镶嵌在滑轨上，保证其自由滑动。光学螺旋桨流速仪在Y方向上的位置调整即通过伸缩杆自身的伸缩实现，具体位置通过观察伸缩杆自身的刻度进行调节控制。

一测杆上标有刻度的光学螺旋桨流速仪，光学螺旋桨流速仪测量位置的高度，即Z方向上的位置调整主要依靠伸缩杆连接于光学螺旋桨流速仪测杆上的松紧螺母的控制作用实现，升降高度主要根据观察光学螺旋桨流速仪测杆上的刻度进行调节控制。

滑块与滑槽的尺寸相匹配，保证流速测量时光学螺旋桨流速仪的稳定性。

本实用新型的使用步骤如下：首先，将带有刻度的一条滑轨通过固定螺母固定安装在实验水槽槽壁的上沿；第二步，将光学螺旋桨流速仪的测杆用金属环扣和松紧螺母固定于标有刻度的伸缩杆端部。当进行实验测速时，根据测量位置的要求，利用槽壁滑轨并参照滑轨自身刻度将伸缩杆以及光学螺旋桨流速仪调到相应的断面位置，继而参照伸缩杆杆身的刻度调节伸缩杆的自身长度，精确控制光学螺旋桨流速仪的平面位置，最后参照螺旋桨流速仪测杆上的刻度，调节伸缩杆端部的松紧螺母升降光学旋桨流速仪，最终控制得到精确测量点的位置，进而实现三维空间全流场的无死角流速测量。

本实用新型提供的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，在实验中，利用固定于水槽槽壁的滑轨上的第一刻度、伸缩杆上的第二刻度以及测杆上的第三刻度对光学螺旋桨流速仪进行位置调整，对实验研究区域内的三维水体各点进行流速测量，进而实现流速在全流场中的测量；一条标有第一刻度的滑轨，用来控制光学螺旋桨流速仪的横向位置；一根杆身标有第二刻度的高强度伸缩杆，用来控制光学螺旋桨流速仪的纵向位置；光学螺旋桨流速仪与伸缩杆连接处的环扣和松紧螺母用来控制光学螺旋桨流速仪竖向位置，进而实现整个水槽试验全流场流速的测量；所述第一刻度、第二刻度和第三刻度的最小刻度单位均为毫米的设置，使光学螺旋桨流速仪在三维方向上的位移均可控制在毫米级，控制精度高。本实用新型提供的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，构思巧妙，结构简单，装拆灵活，可全方位精确调节测速仪位置，无需人工握持，调节方便快捷，操作简便，节约人力物力，可以在现有实验水槽的基础上进行安装，并且加装之后不会影响实验水槽其他实验功能的实现。

本实用新型所达到的有益效果：

1、本实用新型可以方便高效的测量全流场的流速，并且不会对整个水槽试验装置产生不良影响，且不会影响水槽其他实验功能的实现。

2、可以减少实验人员的配备和实验的工作量。

3、由于该装置的精确定位功能，可大幅度减小由于实验人员操作不当带来的误差，提高数据测量的准确性。

4、操作方便，结构简单，安装和拆卸简单。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的右侧图；

图3是图1的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1~3所示，一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，包括：水槽1，所述水槽1的长边槽壁上沿安装有滑轨2，所述滑轨2中间设置有开口向上的滑槽3，所述滑槽3内设置有滑块4，所述滑块4的上表面与伸缩杆5的一端相连，所述伸缩杆5的另一端设置有环扣6，流速仪7的测杆8穿进所述环扣6后旋紧松紧螺母而固定，所述流速仪7与测量表头9电相连；所述滑轨2上设置有用于调节所述流速仪7X轴位移的第一刻度11，所述伸缩杆5上设置有用于调节所述流速仪7Y轴位移的第二刻度12，所述测杆8上设置有用于调节所述流速仪7Z轴位移的第三刻度13。

所述滑轨2通过4个固定螺母10安装于所述水槽1上；所述滑轨2的长度大于所述水槽1的长度。

所述环扣6的材质为金属。

所述流速仪7包括光学螺旋桨流速仪。

所述伸缩杆5为碳纤维伸缩杆，所述伸缩杆5完全伸展时的长度大于所述水槽1的宽度；所述伸缩杆5与所述滑轨2相垂直设置且延伸至所述水槽1上面。

所述测杆8的长度大于所述水槽1的高度。

所述第一刻度11、第二刻度12和第三刻度13的最小刻度单位均为毫米。

本实用新型安装方法及使用操作流程简单，具体使用如下所述：

1、将根据实验待测区域的大小，设计出的1根标有第一刻度11的滑轨2，通过4个固定螺母10将滑轨2沿水槽1长度方向固定与水槽1一侧槽壁的上沿；

2、将根据滑槽3宽度设计的伸缩杆5端部镶嵌在滑轨2上，保证伸缩杆5在滑轨2上面移动；

3、将流速仪7的测杆8插到伸缩杆5另一端的金属环扣6中，并通过松紧螺母固定牢靠；

4、调试光学螺旋桨流速仪转头部分，准备开始测量；

5、测量位置定位：首先根据实验设置断面的位置，使伸缩杆5在水槽1槽壁的滑轨2里，向着目标位置移动，到达确定的断面位置后，流速仪7横向位置确定；第二步，根据断面上的测速点与水槽1槽壁的垂直距离，参照伸缩杆5的第二刻度12，通过伸缩杆身，调节固定着流速仪7的伸缩杆5杆端与水槽1槽壁的距离，调节完成后，流速仪7纵向位置确定；第三步，通过松紧螺母的调节，参照流速仪7测杆8上的第三刻度13升降流速仪7，调节完成后，流速仪7竖向位置确定；从而，完成了把流速仪7转头精确定位到测速点位置；

6、开始流速测量：打开光学螺旋桨流速仪的开关，将测量表头9显示的数据进行记录。

三维流场的方向设定：X方向为横向，即水槽长度方向；Y方向为纵向，即水槽宽度方向；Z方向为竖向，即垂直水面方向。

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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，包括：水槽（1），所述水槽（1）的长边槽壁上沿安装有滑轨（2），所述滑轨（2）中间设置有开口向上的滑槽（3），所述滑槽（3）内设置有滑块（4），所述滑块（4）的上表面与伸缩杆（5）的一端相连，所述伸缩杆（5）的另一端设置有环扣（6），流速仪（7）的测杆（8）穿进所述环扣（6）后旋紧松紧螺母而固定，所述流速仪（7）与测量表头（9）电相连；所述滑轨（2）上设置有用于调节所述流速仪（7）X轴位移的第一刻度（11），所述伸缩杆（5）上设置有用于调节所述流速仪（7）Y轴位移的第二刻度（12），所述测杆（8）上设置有用于调节所述流速仪（7）Z轴位移的第三刻度（13）。

2.根据权利要求1所述的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，所述滑轨（2）通过至少4个固定螺母（10）安装于所述水槽（1）上；所述滑轨（2）的长度大于所述水槽（1）的长度。

3.根据权利要求1所述的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，所述环扣（6）的材质为金属。

4.根据权利要求1所述的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，所述流速仪（7）包括光学螺旋桨流速仪。

5.根据权利要求1所述的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，所述伸缩杆（5）为碳纤维伸缩杆，所述伸缩杆（5）完全伸展时的长度大于所述水槽（1）的宽度；所述伸缩杆（5）与所述滑轨（2）相垂直设置且延伸至所述水槽（1）上面。

6.根据权利要求1所述的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，所述测杆（8）的长度大于所述水槽（1）的高度。

7.根据权利要求1所述的一种实验室水槽试验的全流场流速测量装置，其特征是，所述第一刻度（11）、第二刻度（12）和第三刻度（13）的最小刻度单位均为毫米。