CN213658780U - 一种实时在线测量河道断面流速的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实时在线测量河道断面流速的装置，包括投入式超声波流速仪，沉底过河缆道布置在河道断面的河床上，各个投入式超声波流速仪沿沉底过河缆道分布，投入式超声波流速仪包括壳体以及设置在壳体上的气室、超声波探头和水位传感模块，超声波探头、水位传感模块和陀螺仪均依次通过通信线缆、缆道节点与沉底过河缆道连接。本实用新型实现流量在线测量，减去人工操作。实时获取流体中的速度，避免表面波干扰，不受天气等环境限制。悬浮式安装不会淤积，不受水草干扰。
Description
技术领域
本实用新型属于水文监测设备的技术领域，具体一种实时在线测量河道断面流速的装置。
背景技术
河道流量数据具有极为重要的作用，涉及防洪安全、水文水利计算、水资源评价等各个方面，因此河流流量测量是水文工作的重要内容。河道断面上的各点的流速是不相同的，具体流速分布情况被水利专家们称为流速场。河道流量测量的经典技术也被称为流速-面积法就是测验出河道断面各点流速分布情况，进而将流速等直线图绘制出来，然后通过计算两相邻等速先的均值乘以它们所夹面积并进行累加。该方法每年需要耗费大量的人力物力去完成测验任务。为了减轻流量测验工作量，长期以来，水文工作者都在寻找减少流量测验次数的方法。现代化的河道测流测验方法常用的有两种一种是超声波时差法、另一种利用声学多普勒剖面流速仪来测验，前者能够实现流量在线测量，缺点是不能获得河道断面面积河床面积变化后测量数据有较大误差以及设备固定安装容易被水草和垃圾遮盖导致设备失效，安装和维护困难，第二种方法可以测量河道断面面积和水层流速但是无法实现流量在线测量，每次测量必须多人配合并需要过河设备辅助例如船只、缆道等，流速或风浪较大时会危及测量人员生命安全。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种实时在线测量河道断面流速的装置。
本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：
一种实时在线测量河道断面流速的装置，包括投入式超声波流速仪，沉底过河缆道布置在河道断面的河床上，各个投入式超声波流速仪沿沉底过河缆道分布，投入式超声波流速仪包括壳体以及设置在壳体上的气室、超声波探头和水位传感模块，投入式超声波流速仪、通信线缆和缆道节点一一对应，通信线缆上设置有陀螺仪，投入式超声波流速仪的超声波探头和水位传感模块以及通信线缆上的陀螺仪均通过对应的通信线缆与对应的缆道节点电性连接。
如上所述的沉底过河缆道包括线缆包覆层、铁链和过河线缆，铁链和过河线缆均设置在线缆包覆层内，超声波探头、水位传感模块和陀螺仪均依次通过对应的通信线缆以及缆道节点与过河线缆连接。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、实现流量在线测量，减去人工操作。
2、接触式测量，实时获取流体中的速度，避免表面波干扰，不受天气等环境限制。
3、悬浮式安装不会淤积，不受水草干扰。
4、无机械结构，不会磨损，不需定期校准。
5、成本低廉，维护方便。
附图说明
图1为河道断面布设图；
图2为投入式超声波流速仪布设图；
图中：1-投入式超声波流速仪；101-气室；102-超声波探头；103-水位传感模块；104-壳体；2-沉底过河缆道；201-铁链；202-过河线缆；203-线缆包覆层；3-陀螺仪；4-通信线缆。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1：
一种实时在线测量河道断面流速的装置，包括投入式超声波流速仪1，沉底过河缆道2布置在河道断面的河床上，各个投入式超声波流速仪1沿沉底过河缆道2分布，投入式超声波流速仪1包括壳体104以及设置在壳体104上的气室101、超声波探头102和水位传感模块103，投入式超声波流速仪1、通信线缆4和缆道节点一一对应，通信线缆4上设置有陀螺仪3，投入式超声波流速仪1的超声波探头102和水位传感模块103以及通信线缆4上的陀螺仪3均通过对应的通信线缆4与对应的缆道节点电性连接。
沉底过河缆道2包括线缆包覆层203、铁链201和过河线缆202，铁链201和过河线缆202均设置在线缆包覆层203内，超声波探头102、水位传感模块103和陀螺仪3均依次通过对应的通信线缆4以及缆道节点与过河线缆202连接。
各个投入式超声波流速仪1沿沉底过河缆道2分布且分别通过通信线缆4与沉底过河缆道2连接，以投入式超声波流速仪1对应的通信线缆4和沉底过河缆道2的连接点为缆道节点，缆道节点与投入式超声波流速仪1一一对应，沉底过河缆道2由缆道节点分为多段，每段为一条测线，共分为m条测线，投入式超声波流速仪1为n个，缆道节点为n个，m＝n+1。
优选的，各个投入式超声波流速仪1沿沉底过河缆道2等距分布，各个测线长度相等，沉底过河缆道2包含铁链201和过河线缆202，具有足够的重量与柔韧性，可以良好的贴合河底。投入式超声波流速仪1的型号选用NF-LSX系列，投入式超声波流速仪1中的超声波探头102可以是三轴流速测量，可以无视自身姿态测量设备周围流速。
投入式超声波流速仪1与沉底过河缆道2之间由固定长度的通信线缆4连接，并通过气室101使投入式超声波流速仪1悬浮在水中，通信线缆4的水平夹角θ与流速有关，流速越大则夹角θ越小，水平夹角θ的具体值可由陀螺仪3测出，通过水平夹角θ和通信线缆4的长度可以获得投入式超声波流速仪1距离河床底部的距离。利用水位传感模块103测量投入式超声波流速仪1与水平面之间的距离。
需要指出的是，本实用新型中所描述的具体实施例仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (2)
1.一种实时在线测量河道断面流速的装置，包括投入式超声波流速仪(1)，其特征在于，沉底过河缆道(2)布置在河道断面的河床上，各个投入式超声波流速仪(1)沿沉底过河缆道(2)分布，投入式超声波流速仪(1)包括壳体(104)以及设置在壳体(104)上的气室(101)、超声波探头(102)和水位传感模块(103)，投入式超声波流速仪(1)、通信线缆(4)和缆道节点一一对应，通信线缆(4)上设置有陀螺仪(3)，投入式超声波流速仪(1)的超声波探头(102)和水位传感模块(103)以及通信线缆(4)上的陀螺仪(3)均通过对应的通信线缆(4)与对应的缆道节点电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种实时在线测量河道断面流速的装置，其特征在于，所述的沉底过河缆道(2)包括线缆包覆层(203)、铁链(201)和过河线缆(202)，铁链(201)和过河线缆(202)均设置在线缆包覆层(203)内，超声波探头(102)、水位传感模块(103)和陀螺仪(3)均依次通过对应的通信线缆(4)以及缆道节点与过河线缆(202)连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022900954.1U CN213658780U (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 一种实时在线测量河道断面流速的装置 |
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Publications (1)
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2020
- 2020-12-03 CN CN202022900954.1U patent/CN213658780U/zh active Active
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