CN205826689U - 一种利用离心运动测量水流流速的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用离心运动测量水流流速的装置包括机械转动部分、离心力感应测量部分；所述机械转动部分包括安装在转动轴承上的螺旋叶片，转动轴承上端设有延伸连接杆；所述离心力感应测量部分包括设有壳体内的离心力感应器，离心力感应器设在延伸连接杆上端，在延伸连接杆上设有导电接触环片，导电接触环片与离心力感应器连接，壳体内设有接触导电片，接触导电片与导电接触环片相接触，离心力感应器与控制器连接。本实用新型的优点在于，结构简单，体积小巧，使用方便，测量精确，并且可实时监测水流流速，可以方便地开展与水流流速相关的仿真模拟试验，且可用来野外作业，测量自然条件下定点的单向水流实时流速。

Description

一种利用离心运动测量水流流速的装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用离心运动测量水流流速的装置,可对单向流动水进行实时测量,并且可实时监测显示水流流速。

背景技术

在目前的与水流流速相关的仿真模拟试验中有关轻便简易的水流测速装置还比较少，而本装置作为一种利用离心运动感应的新型实时流速测量仪器，具有造价低廉,测量精准,携带方便等优点，可在测量水流流速时极大的方便使用者。本装置结构简单，体积小巧，使用方便，测量精确，并且可实时监测水流流速，可以方便地开展与水流流速相关的仿真模拟试验，且可用来野外作业，测量自然条件下定点的单向水流流速。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种仪器能够实时测量单向水流的流速，并且直观的读取实时测量数据。

本实用新型的目的是这样实现的：一种利用离心运动测量水流流速的装置包括机械转动部分、离心力感应测量部分；

所述机械转动部分包括安装在转动轴承上的螺旋叶片，转动轴承上端设有延伸连接杆；

所述离心力感应测量部分包括设在壳体内的离心力感应器，离心力感应器设在延伸连接杆上端，在延伸连接杆上设有导电接触环片，导电接触环片与离心力感应器连接，壳体内设有接触导电片，接触导电片与导电接触环片相接触，离心力感应器与控制器连接。

进一步讲，延伸连接杆上端还设有刚性旋转片，弹性挡片设在壳体内壁上，电流脉冲计数器与弹性挡片连接，导电接触环片与刚性旋转片连接；

所述电流脉冲计数器与控制器连接。

本实用新型的优点在于，本装置可实现对单向水流流速的实时测量，通过单向水流对没入水中的机械转动部分螺旋叶片的冲刷，使得螺旋叶片转动并带动转动轴旋转，同时带动延伸连接杆旋转，延伸连接杆旋转带动固定在其上的离心力感应器随之一起转动，离心力感应器将转动轴承离心力的变化特征数据转化为相应的电流信号传输给控制器，由控制器对数据处理后，形成水流速度的数据。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1为本实用新型结构示意图。

如图2为离心力感应测量部分内部结构示意图。

图3是本实用新型控制示意图。

图4是本实用新型优选结构示意图。

图5是本实用新型优选控制示意图。

如图，离心力感应测量部分1，机械转动部分2，螺旋叶片3，转动轴承4，延伸连接杆5，刚性旋转片6，壳体7，离心力感应器8，导电接触环片9，控制器10，接触导电片11，弹性挡片12，电流脉冲计数器13。

具体实施方式

参见图1、2，一种测量单向水流流速的装置包括机械转动部分2、离心力感应测量部分1，测量水流流速时，将机械转动部分2全部没入待测定点水流中，在水流冲击带动下带动整个机械转动部分2转动；

机械转动部分2包括安装在转动轴承4上的螺旋叶片3，转动轴承4上端的延伸连接杆5，水流冲击螺旋叶片3，螺旋叶片3受力使转动轴承4转动，并同时带动延伸连接杆5转动；

离心力感应测量部分包括设在壳体7内的离心力感应器8，离心力感应器8设在延伸连接杆5上端，在延伸连接杆5上设有导电接触环片9，导电接触环片9与离心力感应器8连接，壳体7内设有接触导电片11，接触导电片11与导电接触环片9相接触，如图3所示，离心力感应器8与控制器10连接；

优选的，延伸连接杆5上端有与其垂直连接的两个相对的杆状离心力感应器8,当转动轴承延伸连接杆5旋转时，会带动离心力感应器8以相同的角速度旋转，并因为旋转时产生的离心力使其中的电阻应变计发生变形，当离心力感应器8旋转转速不同时，其中的电阻应变计会产生不同程度的应变，因而产生不同的电流变化数据，并将相应的力学数据转化为电流信号传输给控制器10。接触导电片11搭接在旋转的导电接触环片9上，导电接触环片9与离心力感应器8通过导线相连，保证当转动轴承延伸连接杆5高速旋转时，离心力感应器8产生的电流数据能随时传出。

当水流带动机械转动部分2转动时，离心力感应测量部分1中伸入的延伸连接杆5会以相同的角速度转动，并带动其上的离心力感应器8旋转，若离心力感应器8中的电阻应变计受离心力影响并发生形变部分质量为m,其旋转半径为r，离心力感应器测得的向心力为F，则可得旋转角速度公式为： QUOTE 。若已知螺旋叶片3旋转半径为R,则可得到螺旋叶片3的端部切向线速度为 QUOTE ,即可近似作为水流冲击螺旋叶片时的水流速度。

如图4中，延伸连接杆5上端还设有刚性旋转片6，弹性挡片12设在壳体7内壁上，电流脉冲计数器13与弹性挡片12连接，导电接触环片9与刚性旋转片6连接；

如图5中，电流脉冲计数器13与控制器10连接。

工作时，刚性旋转片6随着延伸连接杆5一起旋转，弹性挡片12一端与刚性旋转片9每旋转一周接触一次，接触时，电流脉冲计数器13与控制器10形成回路，在弹性挡片12与刚性旋转片9分开时电流脉冲计数器13与控制器10断开电路。

刚性旋转片9旋转并与弹性挡片12发生瞬间接触，当刚性旋转片9每旋转一周时，回路中产生一次脉冲电流，因此可将刚性旋转片9旋转速度转化为电流变化信号。电流脉冲计数器13和控制器10记录每秒钟电路中电流的变化次数n，可得到电流变化一次所需时间1/n,即为刚性旋转片9转动一周所需时间，也即轴承延伸连接杆5转动一周所需时间，则轴承延伸连接杆角速度可计算得ω= φ/t=2ππ。若已知螺旋叶片旋转半径为r,则可得到螺旋叶片的端部切向线速度为τ=ωr=2nπr,即可近似作为水流冲击螺旋叶片时的水流速度。

Claims (2)

1.一种利用离心运动测量水流流速的装置，其特征在于：所述装置包括机械转动部分(2)、离心力感应测量部分(1)；

所述机械转动部分(2)包括安装在转动轴承(4)上的螺旋叶片(3)，转动轴承（4）上端设有延伸连接杆(5)；

所述离心力感应测量部分包括设在壳体（7）内的离心力感应器（8），离心力感应器（8）设在延伸连接杆(5)上端，在延伸连接杆（5）上设有导电接触环片（9），导电接触环片（9）与离心力感应器（8）连接，壳体（7）内设有接触导电片（11），接触导电片（11）与导电接触环片（9）相接触，离心力感应器（8）与控制器（10）连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用离心运动测量水流流速的装置，其特征在于：所述延伸连接杆(5)上端还设有刚性旋转片（6），弹性挡片（12）设在壳体（7）内壁上，电流脉冲计数器（13）与弹性挡片（12）连接，导电接触环片（9）与刚性旋转片（6）连接；

所述电流脉冲计数器（13）与控制器（10）连接。