CN214066203U - 一种全渠宽流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全渠宽流量计，包括流量计箱本体，所述流量计箱本体前端固定设置便于液体流入的前开口，其后端固定设置后开口；控制箱，所述控制箱内部装设控制器和数据处理模块，所述控制器与所述数据处理模块电性连接，所述控制箱固定设置于所述流量计箱本体上端；液位传感器，包括多个，依次装设于所述流量计箱本体内壁，所述液位传感器与所述控制箱内的数据处理模块电性连接；流速传感器，包括多个，依次装设于所述流量计箱本体底部，所述流速传感器与所述控制箱内的数据处理模块电性连接；以及励磁模块，所述励磁模块与所述控制器电性连接。一种全渠宽流量计测量精确度较高、适应范围广且使用范围广的全渠宽流量计。

Description

一种全渠宽流量计

技术领域

本实用新型涉及导电液体的流速测量技术领域，尤其是一种全渠宽流量计。

背景技术

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大，适用的工业管径范围宽，其输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。

传统的节流装置、建筑量水、闸孔出流明渠流量计量方式水头损失大，影响下游用水；针对用水计量低流速、支、斗、毛渠以往各种量测水设备都需要现场校准，而现场校准的真值获取是非常困难的，所以量值溯源问题很难解决。并且，现有的电磁流量传感器仅仅通过单点测量，准确度不高。

实用新型内容

鉴于以上所述提出的问题，本实用新型提供一种全渠宽流量计，其目的在于，提供一种测量精确度较高、适应范围广且使用范围广的全渠宽流量计。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种全渠宽流量计，其包括：流量计箱本体，所述流量计箱本体前端固定设置便于液体流入的前开口，其后端固定设置后开口；

控制箱，所述控制箱内部装设控制器和数据处理模块，所述控制器与所述数据处理模块电性连接，所述控制箱固定设置于所述流量计箱本体上端；

液位传感器，包括多个，依次装设于所述流量计箱本体内壁，所述液位传感器与所述控制箱内的数据处理模块电性连接；

流速传感器，包括多个，依次装设于所述流量计箱本体底部，所述流速传感器与所述控制箱内的数据处理模块电性连接；以及

励磁模块，所述励磁模块与所述控制器电性连接。

进一步地，所述励磁模块包括依次电性连接的电极电位、励磁线圈和转换器，所述电极电位包括设置于所述流量计箱本体的电极板，所述励磁线圈环设于所述流量计箱本体内部，所述转换器装设于所述控制箱内。

进一步地，所述流量计箱本体固定设置电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的活动端连接太阳能电池板，所述太阳能电池板与一蓄电池电性连接，所述太阳能电池板和蓄电池分别与所述控制器电性连接。

进一步地，所述电动伸缩杆的活动端与所述太阳能电池板通过球铰铰接。

进一步地，所述控制器与通讯模块电性连接，所述通讯模块与移动终端信号连接。

进一步地，所述控制箱内固定设置显示模块，所述显示模块与所述控制器电性连接，所述显示模块与装设于所述控制箱的显示屏电性连接。

进一步地，所述流量计箱本体底部固定装设预埋件。

进一步地，所述预埋件包括垂直于水流方向的螺纹柱和与所述螺纹柱螺纹连接的稳定块。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种测量精确度较高、适应范围广且使用范围广的全渠宽流量计，具体体现在：

(1)采用流量计箱本体实现，通过在过流断面上铺设全渠宽励磁系统产生垂直全渠宽磁场，测量水流动时切割磁场产生的电势差即是过水断面所有质点的电位的集合；

(2)采用依次装设于所述流量计箱本体内壁的液位传感器，依次装设于所述流量计箱本体底部的流速传感器，直接得到面平均流速的，综合比较起来，该系统的测量精确度较高，并且测量不受温度、压力、粘度、密度的影响；

(3)采用带有预埋件的流量计箱本体，测量的稳定性高，测量不受水中漂浮物、泥沙含量、水位变化、温度的影响；

(4)通过太阳能电池板和蓄电池为供电来源，节能环保，适用程度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种实施例提供的一种全渠宽流量计的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例提供的一种全渠宽流量计的主视图；

图3是本实用新型一种实施例提供的一种全渠宽流量计的电路连接示意图；

图4是本实用新型全渠宽流量计的工作原理图；

图5是本实用新型全渠宽流量计的工作状态图。

附图标记说明：

1-流量计箱本体；2-流量计箱尾连接部；3-前开口；4-后出口；5-控制箱； 6-太阳能电池板；7-电动伸缩杆；8-伸缩杆固定端；9-液位传感器；10-流速传感器；11-支撑座；12-显示屏；13-球铰；14-预埋件；15-电极板；16-数据处理模块；17-蓄电池；18-控制器；19-通讯模块；20-移动终端；21-显示模块；22- 电位电极；23-励磁线圈；24-转换器；25-水流。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1至图5所示，本实用新型提供一种全渠宽流量计，其包括流量计箱本体1、控制箱5、液位传感器9、流速传感器10和励磁模块。

请具体参阅图1、图2和图5所示，所述流量计箱本体1前端固定设置便于液体流入的前开口3，其后端固定设置后开口4，所述流量计箱本体1的横截面为矩形。具体地，所述前开口3的截面为梯形，即前开口3的大口径远离所述流量计箱本体1，所述前开口3的小口径与流量计箱本体1固定焊接，便于水流顺利流通；所述流量计箱本体1的后端通过一流量计箱尾连接部2与后出口4固定焊接，正常使用状态下，水流25依次从前开口3、流量计箱本体1、流量计箱尾连接部2流出后出口4。所述流量计箱本体1底部固定装设预埋件 14。所述预埋件14包括垂直于水流25方向的螺纹柱(图中未标注)和与所述螺纹柱(图中未标注)螺纹连接的稳定块(图中未标注)，该预埋件14使得测量的稳定性高，测量不受水中漂浮物、泥沙含量、水位变化的影响。

所述控制箱5内部装设控制器18和数据处理模块16，所述控制器18与所述数据处理模块16电性连接，所述控制箱5固定设置于所述流量计箱本体1 上端，控制箱5的底端通过支撑座11固定于流量计箱本体1上端面，控制器 18作为全渠宽流量计的中枢系统全面控制其中的各模块及各机构的运行，所述控制器18可以选用现有的PLC控制器、STM32控制器或者其他具有多种操控功能、可以完成下述控制功能的控制系统。所述数据处理模块16具有标准的 modbus输出的485接口、双路模拟量输入接口配套使用，所述数据处理模块 16与所述控制器18电性连接。所述控制箱5内固定设置显示模块21，所述显示模块21与所述控制器18电性连接，所述显示模块21与装设于所述控制箱5 的显示屏12电性连接，用于显示测试的各种数据，方便测量人员观察及记录。所述控制器18与通讯模块19电性连接，所述通讯模块19与移动终端20信号连接，便于远端记录及观测。

所述励磁模块与所述控制器18电性连接，所述励磁模块包括依次电性连接的电极电位22、励磁线圈23和转换器24，所述电极电位22包括设置于所述流量计箱本体1的电极板15，所述电极板15包括阴极板和阳极板，所述励磁线圈23环设于所述流量计箱本体1内部，所述转换器24装设于所述控制箱 5内。

所述流量计箱本体1固定设置电动伸缩杆7，所述电动伸缩杆7的活动端连接太阳能电池板6，所述太阳能电池板6与一蓄电池17电性连接，所述太阳能电池板6和蓄电池17分别与所述控制器18电性连接。所述电动伸缩杆7的活动端与所述太阳能电池板6通过球铰13铰接。

请再次参阅图1和图2所示，所述液位传感器9包括多个，所述液位传感器9依次装设于所述流量计箱本体1内壁，所述液位传感器9与所述控制箱5 内的数据处理模块16电性连接，多组液位传感器9以不同的海拔高度固定于所述流量计箱本体1内侧壁，方便适用不同液位水平面的液体。所述液位传感器9为压力液位传感器、超声液位传感器、雷达液位传感器的其中一种。

请再次参阅图1和图2所示，所述流速传感器10包括多个，所述流速传感器10依次装设于所述流量计箱本体1底部，多组流速传感器10分布于所述流量计箱本体1底部的不同位置，方便测量流经流量计箱本体1不同位置的液体流速，所述流速传感器10与所述控制箱5内的数据处理模块16电性连接。

请具体参阅图4和图5所示，全渠宽流量计运用流速-面积法测量原理为基本测量方式。该全渠宽流量计的工作原理是通过在过流断面上铺设全渠宽励磁系统产生垂直全渠宽磁场，测量水流动时切割磁场产生的电势差即是过水断面所有质点的电位的集合。即通过环设于所述流量计箱本体1内部的励磁线圈 23、设置于所述流量计箱本体1的阴极板和阳极板及转换器24的共同作用得到在一定水深、流速下的励磁电流，进一步经由液位传感器9、流速传感器10 将测得的物理信号转化为电信号传输至数据处理模块16，由数据数据模块16 根据已经建好的数学模型及流速-面积法测量原理为基本测量方式得到最终的流量值经显示模块21最后传输至显示屏12，并且，在通讯模块19的作用下，传至移动终端20。

需要说明的是，所测量的流速是断面的流速平均值，即测量断面的平均流速。断面平均流速乘以断面的面积即可得到渠道的即时流量，此处的断面的面积根据不同的全渠宽流量计的不同型号取不同的数值。

本实用新型提供的一种全渠宽流量计的工作过程为：

将预埋件14带动流量计箱本体1埋入需要测试参数的明渠内，使得流量计箱本体1底部紧挨明渠底部，水流依次进入前开口3、流量计箱本体1流入流速传感器10和液位传感器9，流速传感器10和液位传感器9将测得的物理信号传输至数据处理模块16，通过在过流断面上铺设全渠宽励磁系统产生垂直全渠宽磁场，测量水流动时切割磁场产生的电势差即是过水断面所有质点的电位的集合，由此电位电极22、励磁线圈23及转换器24将电信号传输至控制器 18，由此产生励磁电流，并由显示模块21进行数据显示，并通过控制箱5上的显示屏12显示；

控制器18将电信号传输至通讯模块19通过电信号传输至移动终端20。

综上所述，本实用新型的一种全渠宽流量计，具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种测量精确度较高、适应范围广且使用范围广的全渠宽流量计，具体体现在：

(1)采用流量计箱本体实现，通过在过流断面上铺设全渠宽励磁系统产生垂直全渠宽磁场，测量水流动时切割磁场产生的电势差即是过水断面所有质点的电位的集合；

(2)采用依次装设于所述流量计箱本体内壁的液位传感器，依次装设于所述流量计箱本体底部的流速传感器，直接得到面平均流速的，综合比较起来，该系统的测量精确度较高，并且测量不受温度、压力、粘度、密度的影响；

(3)采用带有预埋件的流量计箱本体，测量的稳定性高，测量不受水中漂浮物、泥沙含量、水位变化、温度的影响；

(4)通过太阳能电池板和蓄电池为供电来源，节能环保，适用程度高。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种全渠宽流量计，其特征在于，包括：

流量计箱本体，所述流量计箱本体前端固定设置便于液体流入的前开口，其后端固定设置后开口；

控制箱，所述控制箱内部装设控制器和数据处理模块，所述控制器与所述数据处理模块电性连接，所述控制箱固定设置于所述流量计箱本体上端；

液位传感器，包括多个，从上到下依次装设于所述流量计箱本体内侧壁，所述液位传感器与所述控制箱内的数据处理模块电性连接；

流速传感器，包括多个，依次装设于所述流量计箱本体底部，所述流速传感器与所述控制箱内的数据处理模块电性连接；以及

励磁模块，所述励磁模块与所述控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种全渠宽流量计，其特征在于：所述励磁模块包括依次电性连接的电极电位、励磁线圈和转换器，所述电极电位包括设置于所述流量计箱本体的电极板，所述励磁线圈环设于所述流量计箱本体内部，所述转换器装设于所述控制箱内。

3.根据权利要求1所述的一种全渠宽流量计，其特征在于：所述流量计箱本体固定设置电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的活动端连接太阳能电池板，所述太阳能电池板与一蓄电池电性连接，所述太阳能电池板和蓄电池分别与所述控制器电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种全渠宽流量计，其特征在于：所述电动伸缩杆的活动端与所述太阳能电池板通过球铰铰接。

5.根据权利要求1所述的一种全渠宽流量计，其特征在于：所述控制器与通讯模块电性连接，所述通讯模块与移动终端信号连接。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种全渠宽流量计，其特征在于：所述控制箱内固定设置显示模块，所述显示模块与所述控制器电性连接，所述显示模块与装设于所述控制箱的显示屏电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种全渠宽流量计，其特征在于：所述流量计箱本体底部固定装设预埋件。

8.根据权利要求7所述的一种全渠宽流量计，其特征在于：所述预埋件包括垂直于水流方向的螺纹柱和与所述螺纹柱螺纹连接的稳定块。

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