CN210570847U - 一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，包括：与窄深式明渠相配合的安装框架、安装在所述安装框架内部的测流板及安装在所述测流板上的水位测量装置；所述测流板包括测流板本体及上边沿，所述测流板本体上开设有测量孔，通过所述窄深式明渠的水流方向与所述测量孔垂直。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：(1)制造简单，节省成本，实用方便；(2)采用流体力学原理设计测量孔，保证测量的精准性；(3)流量率定由产品制造商在工厂完成，克服了现场确定流量率定的诸多困难。
Description
技术领域
本实用新型属于农业灌溉管理领域，具体涉及一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置。
背景技术
我国水资源短缺，节约用水是我国的一项基本国策。我国农业用水占用水总量的60％以上，精准测量水流量是控制农业灌溉用水的重要环节。
现有量水设备多采用现场施工建造，技术要求高，施工难度大，施工周期长，工程造价高，量测精度率定困难，在农村难以推广使用。
窄深式明渠是农业灌溉中常用明渠形式的一种，水深，渠底积累的泥沙多，在测量时，会影响测量的准确性，因此开发适用于测量窄深式明渠的农业灌溉流量的设备十分必要。
实用新型内容
针对现有窄深式明渠水流流量测量装置存在的施工难度大、造价不经济、测量不准确，在农村难以推广的问题，本实用新型提供一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置。
具体技术方案如下：
一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其不同之处在于，所述用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置包括：与窄深式明渠相配合的安装框架、安装在所述安装框架内部的测流板及安装在所述测流板上的水位测量装置；
所述测流板包括测流板本体及上边沿，所述测流板本体上开设有测量孔，通过所述窄深式明渠的水流方向与所述测量孔垂直。
上述技术方案中，所述安装框架包括左侧、右侧及下侧，所述左侧与右侧相对设置，所述左侧、右侧及下侧上设置测流板安装槽，所述安装槽内径与所述测流板宽度相匹配。
上述技术方案中，所述上边沿设置有提手。
上述技术方案中，所述测量孔为薄壁锐缘孔。
上述技术方案中，所述测量孔为矩形，包括相对设置的上孔侧与下孔侧及相对设置的左孔侧与右孔侧，所述上孔侧与所述下孔侧的长度大于所述左孔侧与所述右孔侧的长度，所述上孔侧、下孔侧、左孔侧及右孔侧均为锐缘。
上述技术方案中，通过所述窄深式明渠水流深度可淹没所述测量孔。
上述技术方案中，所述测流板的高度大于或等于所述窄深式明渠的高度。
上述技术方案中，所述水位测量装置包括电子水位测量计及与所述电子水位测量计连接的信息采集系统，所述电子水位测量计将测量信息传递至所述信息采集系统进行计算分析及将计算分析结果传送至网络。
上述技术方案中，所述用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置由钢材或塑料制备。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：(1)制造简单，节省成本，实用方便；(2)采用流体力学原理设计测量孔，保证测量的精准性；(3)流量率定由产品制造商在工厂完成，克服了现场确定流量率定的诸多困难。
附图说明
图1为本实用新型实施例一结构图；
图2为本实用新型实施例二结构图；
图3为安装框架结构图；
图4为测量孔结构示意图；
图5为上孔侧及下孔侧剖面图；
其中，1-安装框架，2-测流板，3-水位测量装置，1a-左侧，1b-右侧，1c-下侧，101-测流板安装槽，201-测流板本体，202-上边沿，203-测量孔，203a-上孔侧,203b-下孔侧,203c-左孔侧,203d-右孔侧,204-提手，301-电子水位测量计，302-信息采集系统。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例一
一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，包括：
与窄深式明渠相配合的矩形安装框架1，安装在所述安装框架1内部的测流板2及安装在所述测流板上的水尺3，所述测流板2包括测流板本体201及上边沿202；所述测流板本体201上开设有测量孔203，所述上边沿202设置有提手204，窄深式明渠由于水深较深，且渠底有较多泥沙，为保证测量精准，使水流顺利通过测量孔203，必须使测量孔203与渠底保证一定高度；水尺3分为上游水尺及下游水尺，其精度达到毫米级，所述测流板2的高度大于或等于所述窄深式明渠的高度，高于测量孔泄放渠道设计流量所要求的水位，二者有矛盾时应加高渠道顶部，以保证非常情况下的渠道安全。
所述用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置由钢材或塑料材质制备。
所述测量孔203为薄壁锐缘孔，所述测量孔203为矩形，包括相对设置的上孔侧203a与下孔侧203b及相对设置的左孔侧203c与右孔侧203d，所述上孔侧203a与所述下孔侧203b的长度大于所述左孔侧203c与所述右孔侧203d的长度，所述上孔侧203a、下孔侧203b、左孔侧203c及右孔侧203d均为锐缘。通过所述窄深式明渠的水流方向与所述测量孔垂直。
薄壁锐缘孔，这种孔具有较薄的孔壁也具有尖锐的边缘，一般指孔口壁t和孔径d之比小于或等于0.5，孔边缘尖锐而流线又不能突然转折，因此液体流经孔后，在距离d/2处发生收缩。收缩的原因主要是因为出流液体惯性作用的结果，液体从薄壁孔口出流没有沿程能量损失，只有因收缩产生的局部损失。薄壁锐缘孔口出流，具有流量系数稳定、流量测量精准、水头损失较小、结构形式简单、施工及运行管理方便等优点。无论是自由出流还是淹没出流，其流量主要由孔口前后水深所决定，其他影响因素有限，可以通过结构的合理设计予以基本消除，其残余影响最终还可以通过孔口出流流量系数的率定包含在其中。测量孔孔口面积应综合考虑渠道几何特征和灌溉流量要求，并与渠道过流断面面积保持适当比例关系，孔口距进口渠道的边界距离与孔口垂直高度应保持适当比例关系。
所述安装框架1包括左侧1a、右侧1b及下侧1c，所述左侧1a与右侧1b相对设置，所述左侧1a、右侧1b及下侧1c上设置测流板安装槽101，所述测流板安装槽101内径与所述测流板2宽度相配合，将测流板2安装在安装框架1上可避免因地势不平而导致安装困难或水流测试不准，除此之外，测流板2与测流板安装槽201之间的防渗漏处理，要做好止水的工艺措施，例如在测流板2与测流板安装槽201拼接处用防水胶带等工具进行封口，从而防止水流通过测流板2安装槽渗漏到下游。
实施例二
一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，包括：
与窄深式明渠相配合的矩形安装框架1，安装在所述安装框架1内部的测流板2及安装在所述测流板2上的水位测量装置3，所述测流板2包括测流板本体201及相对设置的上边沿202；所述测流板本体201上开设有测量孔203，所述上边沿202设置有提手204；水位测量装置3包括电子水位测量计301与信息采集系统302连接，所述电子水位测量计301将测量信息传递至信息采集系统302进行计算分析，并将采集到的信息与计算结果通过互联网传输出去。
所述测流板2的高度大于或等于所述窄深式明渠的高度，高于测量孔泄放渠道设计流量所要求的水位，二者有矛盾时应加高渠道顶部，以保证非常情况下的渠道安全。
所述用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置由钢材或塑料材质制备。
所述测量孔203为薄壁锐缘孔，所述测量孔为矩形，包括相对设置的上孔侧203a与下孔侧203b及相对设置的左孔侧203c与右孔侧203d，所述上孔侧203a与所述下孔侧203b的长度大于所述左孔侧203c与所述右孔侧203d的长度，所述上孔侧203a、下孔侧203b、左孔侧203c、右孔侧203d均为锐缘。通过所述窄深式明渠的水流方向与所述测量孔垂直。测量孔孔口面积应综合考虑渠道几何特征和灌溉流量要求，并与渠道过流断面面积保持适当比例关系，孔口距进口渠道的边界距离与孔口垂直高度应保持适当比例关系。
所述安装框架包括左侧1a、右侧1b及下侧1c，所述左侧1a与右侧1b相对设置，所述左侧1a、右侧1b及下侧1c上设置测流板安装槽101，所述测流板安装槽101内径与所述测流板2宽度相匹配，将测流板2安装在安装框架1上可避免因地势不平而导致安装困难或水流测试不准，除此之外，测流板2与测流板安装槽101之间的防渗漏处理，要做好止水的工艺措施，例如在测流2板与测流板安装槽101拼接处用防水胶带等工具进行封口，从而防止水流通过测流板安装槽渗漏到下游。
本实用新型使用方法：测量前将测量板2安装在安装框架1上，测试时测量测量孔203前后的水位差，水位差为孔口形心处的水深(自由出流)或孔口前后水位差(淹没出流)，最好将测量孔淹没采用淹没出流水位差进行计算，这样可确保流量稳定，用Q计＝f(H)或Q计＝f(△H)计算理论流量；通过孔口的实际流量Q实＝K*Q计，其K值应通过水力学实验确定。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，所述用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置包括：与窄深式明渠相配合的安装框架(1)、安装在所述安装框架(1)内部的测流板(2)及安装在所述测流板(2)上的水位测量装置(3)；
所述测流板(2)包括测流板本体(201)及上边沿(202)，所述测流板本体(201)上开设有测量孔(203)，通过所述窄深式明渠的水流方向与所述测量孔垂直。
2.根据权利要求1所述一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，所述安装框架(1)包括左侧(1a)、右侧(1b)及下侧(1c)，所述左侧(1a)与右侧(1b)相对设置，所述左侧(1a)、右侧(1b)及下侧(1c)上设置测流板安装槽(101)，所述测流板安装槽(101)内径与所述测流板(2)宽度相匹配。
3.根据权利要求1所述一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，所述上边沿(202)设置有提手(204)。
4.根据权利要求1所述一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，所述测量孔(203)为薄壁锐缘孔。
5.根据权利要求1所述一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，所述测量孔(203)为矩形，包括相对设置的上孔侧(203a)与下孔侧(203b)及相对设置的左孔侧(203c)与右孔侧(203d)，所述上孔侧(203a)与所述下孔侧(203b)的长度大于所述左孔侧(203c)与所述右孔侧(203d)的长度，所述上孔侧(203a)、下孔侧(203b)、左孔侧(203c)及右孔侧(203d)均为锐缘。
6.根据权利要求1所述一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，通过所述窄深式明渠水流深度可淹没所述测量孔(203)。
7.根据权利要求1所述一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，所述测流板(2)的高度大于或等于所述窄深式明渠的高度。
8.根据权利要求1所述一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，所述水位测量装置(3)包括电子水位测量计(301)及与所述电子水位测量计(301)连接的信息采集系统(302)，所述电子水位测量计(301)将测量信息传递至所述信息采集系统进行计算分析及将计算分析结果传送至网络。
9.根据权利要求1所述一种用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置，其特征在于，所述用于窄深式明渠水流流量测量的孔口出流装置由钢材或塑料制备。
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