CN210015120U - 一种测流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测流装置，其包括：竖直设置的安装槽；测杆，上端安装于所述安装槽内，且能沿所述安装槽上下移动；转轴及底部托盘，安装在测杆底部，转轴和测杆通过中间穿螺丝链接，转轴和底部托盘焊接；流速仪，套设于所述测杆底端的转轴上；测深标尺，固定于所述安装槽背面；测点深标尺，固定于所述安装槽背面，且与所述测深标尺并列设置；游标指针，安装于线缆上，且能在所述线缆上移动，所述线缆一端与所述测杆顶端固定连接，且所述测杆移动时，带动所述游标指针随所述测杆同向移动。本实用新型稳定性好，测流时不存在上下左右晃动情况，适合超过7m/s的大流速测验；操作省时省力，适合单人操作。

Description

一种测流装置

技术领域

本实用新型涉及河流水文水资源监测技术领域，特别是一种测流装置。

背景技术

吐鲁番盆地的地形特点是北面高南面低，由于渠道设计时渠道的比降和地面比降基本相同,因此渠道的坡度大、水流流速也大。阿拉沟水文站渠道站高水时断面平均流速超过5 m/s 、测点最高流速超过6 m/s、水面最高流速超过7m/s。在高流速情况下水流的冲击力特别强、波浪大，测速时流速仪往下放的过程中水流的冲击力让仪器两边飘、很难放到预定的起点距和水深位置。

高速水流条件下流速测验，现阶段常规方法如下：

①首先一个人在测桥上拿着测杆至预定垂线位置，由上往下将测杆放到渠底，并用劲往下压着测杆不让两边晃；

②然后另外一个人观测测杆上的数字、读取水深，通过水深×0.6（水面往下算）或者水深×0.4（河底往上算）计算流速仪测点深（流速仪入水深度，一点法测流）；

③把测杆提上来至桥面，将流速仪安装到测点深的位置，利用螺丝固定以后再放水里，另外一个人则负责记录水深、开始测速。

④重复①～③过程完成其他测速垂线的测验。

常规方法存在的问题：

①为了避免水流冲动测杆、测速过程中把测杆要往下压着坚持100秒。这个操作在流速不大的情况下两个人能做到、但是流速超过3.5m/s的时候就比较难做到了，当流速超过5.0m/s 时把测杆压着坚持住30秒几乎不太可能，而且在渠道两个侧面测速过程中测杆突然打滑现象也时常发生，有时一个测点需要重测2～3次。

②因为断面流速大，测杆放水里以后水的强大冲击力产生很大波浪，导致水深读数误差也大，水深读数误差对断面流量计算有很大的影响。

③高水时需要两个人2小时左右才能完成五条垂线的一次流量测验，工作强度大且测验精度无法保障；仪器放入水里以后，冲击力增加，靠人力将测杆抓紧不动地坚持100秒很不容易，有时候只能得到大概流速数据，结果流量的精度下降了，这些对建立水位～流量关系有很大的影响。

④由于上述原因，根据吐鲁番阿拉沟水文站2017年实测流量成果整编的水位～流量、水位～面积、水位～流速关系曲线出现不合理的情况，并最终影响推求年径流量。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种测流装置，保证单人可以操作测流装置，减小水深读数误差。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种测流装置，其包括：

竖直设置、并能在横跨河道/渠道两岸的测桥上移动的安装槽；

测杆，上端安装于所述安装槽内，且能沿所述安装槽上下移动；

流速仪，固定于所述测杆底端；

换算标尺，固定于所述安装槽背面；

游标指针，安装于线缆上，且能在所述线缆上移动，所述线缆一端与所述测杆顶端固定连接，且所述测杆移动时，带动所述游标指针随所述测杆移动，使得所述游标指针指向所述换算标尺相应位置。

本实用新型的换算标尺包括并列设置、刻度对应的测深标尺和测点深标尺。

所述安装槽采用U型槽钢；所述U型槽钢与悬挂件固定连接；所述悬挂件悬挂于测桥的围护栏上。便于本实用新型的测流装置在测桥围栏上左右自由移动，使用更加方便。

所述测杆上部表面设有齿条；所述齿条与齿轮啮合；所述齿轮安装于转轴上，所述转轴一端与把手固定连接；所述U型槽钢一侧边与第一固定座固定连接，所述U型槽钢另一侧边与第二固定座固定连接；所述齿轮设置于所述第一固定座、第二固定座之间的转轴上；所述转轴靠近所述把手的一端设置有锁紧结构，当所述锁紧结构锁紧时，所述锁紧结构一端穿过所述第二固定座，并与所述齿轮接触，使所述齿轮停止转动。转动把手，可以控制测杆上下移动，操作方便。

所述测杆上游固定有副索；所述副索上安装有滑轮；所述滑轮与拉索一端连接；所述拉索另一端与所述测杆底端固定连接。测流时通过使用拉索可以减少水流对测流装置冲击而导致的振动与变形。

所述测桥下沿固定有多个尺寸与所述测杆尺寸匹配的固定槽。测流时把测杆放到相对应的固定槽里，防止测杆左右摆动。

多个所述固定槽等间隔布置于槽钢上；所述槽钢固定于所述测桥下沿。

根据渠道情况，本实用新型将相邻两个固定槽之间的间隔设置为20cm。

所述测杆顶端设置延长段，该延长段与所述线缆固定连接，延长段相对测杆更轻便，当水深较深，测杆下移较多时，该延长段可以避免线缆下移受安装槽钢影响。延长段的长度可根据最大水深的不同确定，但总长度不宜超过把手到槽钢上端的距离。

所述测杆底端安装有托盘；所述测杆底部与安装轴连接；所述安装轴与托盘固定连接，流速仪套设于安装轴上。流速仪套接安装在安装轴上，可以随着水流的方向灵活的转动。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型稳定性好，测流时不存在上下左右晃动的问题，适合超过7m/s的大流速测验，可以减小水深读数误差；操作省时省力，适合单人操作。利用本装置测流时，将测流仪器放置到预定位置，测速、记录就可以一个人很轻松地完成；断面水深测量简便准确，测点水深换算直观明了，不用人工计算流速仪入水深度；操作本装置很安全：渠道流速大的时候按现有的方法测流时因为注意力集中到测杆上，而且因为必须把测杆往下压着，尤其是在渠道侧面测速过程中经常发生测杆打滑现象，很难避免突然发生的意外事故，存在较严重的安全隐患。本装置挂在测桥围栏上操作，通过旋转“把手”上下移动测杆，测速开始时不用手持测流装置，安全有保障。

附图说明

图1为本实用新型测流装置结构示意图；

图2为本实用新型测流装置安装示意图；

图3为本实用新型测流装置固定槽及测杆下部示意图；

图4为本实用新型测流装置把手部分结构示意图；

图5为本实用新型测流装置流速仪部分示意图；

图6为本实用新型换算标尺部分示意图。

具体实施方式

本测流装置依托渠道测流桥上的护栏悬挂使用，借助渠道测流桥上的护栏、测桥下沿的固定槽、测流断面上游拉偏索等装置实现装备的固定。

如图1～图3所示，悬挂部件与固定槽：悬挂部件（双挂钩，即悬挂件15）大小与测流桥上的护栏（Φ60mm，即围护栏4）配套，焊接在测杆中上部，此外，在测桥下沿安装一体式固定槽14，桥上每间隔20厘米设置一个固定槽，固定槽焊接在整根槽钢上，槽钢整体固定在测流桥侧面下沿。测流时把测杆2放到相对应的固定槽里，预防仪器左右摆动。

如图4所示，本装置在2米长的槽钢（U型槽钢，即安装槽1）里布置有2米长的齿条5，齿条与把手齿轮6啮合，通过把手7的旋转上下移动测杆（齿条）实现精准定位，流速仪3放到预定位置以后通过离合性刹车（即锁紧结构10，该锁紧结构即离合器）可靠固定，确保测流装置在高速水流情况下具有良好的稳定性，不会出现上下、左右、前后晃动情况。

把手7与转轴（图中未示出）固定连接，齿轮两侧的转轴上设置第一固定座8、第二固定座9，两个固定座分别与U型槽钢两侧边固定连接。

如图5所示，可自由滑动的拉偏索（即拉索13）：测流时通过使用上游拉偏索减少水流对测流装置冲击而导致的振动与变形。设计拉偏索的基本要求是拉偏索的滑轮必须跟着流速仪同步移动，若流速仪移动的时候滑轮不同步跟随就会产生拉力和水流方向不一致，引起流速仪方向与水流不一致的现象。本装置上设计有铝合金制作的专用拉偏索滑轮12，滑轮安装于副索11上，该滑轮特别灵活跟着流速仪同步移动，拉偏索绳子一直保持跟水流平衡的状态，这样测流时具有更好的稳定性。

测杆2底端安装有托盘17；测杆2底部与安装轴16连接；安装轴16与托盘17固定连接。流速仪套接安装在安装轴上，可以随着水流的方向灵活的转动。

本装置的测深标尺和测点深标尺对现场测流人员带来极大的方便，断面水深测量简便准确，测点水深换算直观明了，不用人工计算流速仪入水深度。

如图6，通过“把手”的旋转上、下移动测杆（齿条）时，与测杆顶端延长钢筋（长度L=1米）顶部相连的标志线上的位置指示“游标指针”也会在槽钢架上贴的测深标尺上同步上下移动（测深标尺和测点深标尺都安装在槽钢背对齿条的一侧，即槽钢的背面）。测深时仪器下面的托盘到达水面以后把标志线上的“游标指针”移动到标尺零的位置，仪器从水面降到河底时“游标指针”也同步往下移动，托盘到河底时标志对应的数字就是水深；测深标尺左边的“测点深”数值就是该水深条件下的流速仪下放位置（河底往上，水深*0.4）数值，不需要人工计算测点深。实际操作时只需要按照该数据上提至右边水深标志位置即可，接着开始测流，不是专业人也能操作。

换算原理：

水深0.85米，则一点法相对水深（η=0.6）位置为：0.85*0.4=0.34米，底部托盘高度为0.1米，则从下往上上提高度值为：0.34-0.1=0.24米，对应测点水深为：0.85-0.24=0.61米；

水深1.00米，则一点法相对水深（η=0.6）位置为：1.00*0.4=0.40，底部托盘高度为0.1米，则从下往上上提高度值为：0.40-0.1=0.30米，对应测点水深为：1.00-0.30=0.70米；

自动换算标尺根据渠道的最大深度可以延长，但考虑身高不亦超过80厘米。

如果实际水深超过80厘米，可以分两次测深，第一次80厘米测完以后把红色箭头清零、测第二次水深，两次测的水深相加就得到总水深。

其他依次类推。

本实用新型装置的使用过程如下：

①将悬挂式测流装置挂靠在渠道的护栏上，从中上部拉抬、翻转装置至水平位置。

②将流速仪套接在转轴上，转轴下端是10厘米的托盘式圆铁，通过转轴上端的专用接头与测杆下部（测杆直径3.0cm）连接，同时用2芯线缆连接流速仪信号至岸上的流速仪解读器（手持式）。

③将本装备沿护栏钢管滑动到要测流的垂线上，测杆翻转放至固定卡槽里。

④抓紧升降器把手、松开刹车，将流速仪缓慢往下放，放到仪器下部10厘米的托盘式圆铁刚刚到水面停止。

⑤将水深标志线上的“游标指针”调到标尺最上头零的位置，继续将测流装备放到河底，读取水深并记录，同时直接读取水深相应的测点深标尺的数字（H），然后通过升降器“把手”上提测杆(流速仪)至对应水深标尺数字（H）位置，刹车，开始测速。

⑥测速完成后将流速仪提出水面，滑动本装备至下一根测速垂线位置，重复上述步骤。

⑦根据测深成果、流速成果计算流量。

Claims (10)

1.一种测流装置，其特征在于，包括：

竖直设置、并能在横跨河道/渠道两岸的测桥上移动的安装槽（1）；

测杆（2），上端安装于所述安装槽（1）内，且能沿所述安装槽（1）上下移动；

流速仪（3），固定于所述测杆（2）底端；

换算标尺，固定于所述安装槽（1）背面；

游标指针，安装于线缆上，且能在所述线缆上移动，所述线缆一端与所述测杆（2）顶端固定连接，且所述测杆（2）移动时，带动所述游标指针随所述测杆（2）移动，使得所述游标指针指向所述换算标尺相应位置。

2.根据权利要求1所述的测流装置，其特征在于，所述安装槽（1）采用U型槽钢；所述U型槽钢与悬挂件（15）固定连接；所述悬挂件（15）悬挂于测桥的围护栏（4）上。

3.根据权利要求2所述的测流装置，其特征在于，所述测杆（2）上部表面设有齿条（5）；所述齿条（5）与齿轮（6）啮合；所述齿轮（6）安装于转轴上，所述转轴一端与把手（7）固定连接。

4.根据权利要求3所述的测流装置，其特征在于，所述U型槽钢一侧边与第一固定座（8）固定连接，所述U型槽钢另一侧边与第二固定座（9）固定连接；所述齿轮（6）设置于所述第一固定座（8）、第二固定座（9）之间的转轴上；所述转轴靠近所述把手（7）的一端设置有锁紧结构（10），当所述锁紧结构（10）锁紧时，所述锁紧结构（10）一端穿过所述第二固定座（9），并与所述齿轮（6）接触，使所述齿轮（6）停止转动。

5.根据权利要求1～4之一所述的测流装置，其特征在于，所述测杆（2）上游固定有副索（11）；所述副索（11）上安装有滑轮（12）；所述滑轮与拉索（13）一端连接；所述拉索（13）另一端与所述测杆（2）底端固定连接。

6.根据权利要求1～4之一所述的测流装置，其特征在于，所述测桥下沿固定有多个尺寸与所述测杆（2）尺寸匹配的固定槽（14）。

7.根据权利要求6所述的测流装置，其特征在于，多个所述固定槽（14）等间隔布置于槽钢上；所述槽钢固定于所述测桥下沿。

8.根据权利要求7所述的测流装置，其特征在于，相邻两个固定槽（14）之间的间隔为20cm。

9.根据权利要求1～4之一所述的测流装置，其特征在于，所述测杆（2）顶端设置延长段，该延长段与所述线缆固定连接。

10.根据权利要求1～4之一所述的测流装置，其特征在于，所述测杆（2）底端安装有托盘（17）；所述测杆（2）底部与安装轴（16）连接；所述安装轴（16）与托盘（17）固定连接；所述流速仪（3）套设于所述安装轴（16）上，且能绕所述安装轴（16）转动。

Images