CN220853700U - 一种水文流量测验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水文测量领域，公开了一种水文流量测验装置，包括：牵引绳；与牵引绳可拆卸连接的船体，船体上安装有支撑架；安装在支撑架上的卷绕组件、信号线、长度测量组件和偏角补偿组件，卷绕组件用于卷绕信号线，长度测量组件和偏角组件分别用于测量信号线的施放长度和偏转角度，信号线的远离卷绕组件的一端依次连接有流速仪和水深测量装置；控制单元；以及供电组件。本实用新型利用牵引绳将船体放置在水面上，随后通过释放信号线的方式对水体流量进行测量，周边环境因素与信号线作用力小，从而避免了信号线由于外界因素造成的偏移。利用牵引绳将船体控制在水面不同的位置，可实现对大断面渠道的多点测量过程，提高了本实用新型的适用范围。

Description

一种水文流量测验装置

技术领域

本实用新型涉及水文测量领域，特别是涉及一种水文流量测验装置。

背景技术

流量测验的目的是要取得天然河流以及水利工程地区河道经过调节控制后的各种径流资料，掌握全河水量的时空分布情况，为流域水利规划、防汛抗旱、水利工程管理运用和国民经济建设提供可靠的依据。流量测验的任务就是建立水位流量关系。

公告号为CN217276309U的专利公开了分布式定点渠道断面实时自动测流系统，该专利采用传统的探入式流速仪精测法，利用长度测量装置测定信号线的施放长度，配合使用水深测量装置可以测量出进入水中的信号线长度，利用偏角补偿装置测定信号线的偏转角度，利用流速仪测量渠道断面的流速。然而该专利仍存在以下缺陷：(1)测流装置采用固定位置的方式进行测量，无法调整位置，导致受用范围受限；(2)部分信号线暴露在水面以上，易受到外界大风、暴雨等因素影响，造成信号线发生偏移，致使测量数据失真。

鉴于此，如何改变现有技术中测流装置无法移动导致使用范围受限，同时改变信号线易受到外界因素影响导致测量数据失真的现状，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种水文流量测验装置，以克服上述情况不足。

为了能够达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种水文流量测验装置，包括：

牵引绳；

与所述牵引绳可拆卸连接的船体，所述船体上安装有支撑架；

安装在所述支撑架上的卷绕组件、信号线、长度测量组件和偏角补偿组件，所述卷绕组件用于卷绕所述信号线，所述长度测量组件和偏角组件分别用于测量所述信号线的施放长度和偏转角度，所述信号线的远离所述卷绕组件的一端依次连接有流速仪和水深测量装置；

分别与所述卷绕组件、长度测量组件、偏角补偿组件、流速仪和水深测量装置电性连接的控制单元；以及

与所述控制单元电性连接的供电组件。

进一步地，所述卷绕组件包括：

安装在所述支撑架上的卷扬电机，所述卷扬电机与控制单元电性连接；以及

与所述卷扬电机传动连接的卷盘，所述卷盘缠绕有所述信号线的一端。

进一步地，所述长度测量组件包括：

与所述信号线接触连接的定滑轮；以及

与所述控制单元电性连接的编码器，所述编码器的输出轴与定滑轮传动连接。

进一步地，所述偏角补偿组件包括：

安装在所述支撑架上的角度传感器，所述角度传感器与控制单元电性连接；

一端与所述角度传感器的传动轴固定连接的连接杆；以及

与所述连接杆的另一端固定连接的第二限位环，所述信号线贯穿所述第二限位环设置。

进一步地，所述支撑架上布设有通孔且安装有第一限位环，所述第一限位环位于所述通孔的正上方，且所述第一限位环与角度传感器的传动轴位于同一水平位置，所述信号线远离所述卷盘的一端与所述定滑轮接触连接后并依次贯穿所述第一限位环、通孔和第二限位环。

进一步地，所述信号线远离所述卷盘的一端还连接有铅鱼，所述铅鱼位于所述水深测量装置上方。

进一步地，所述支撑架上设置有连接环，所述牵引绳的一端设置有卡扣，所述卡扣与连接环可拆卸连接。

进一步地，还包括绞盘，所述绞盘用于收放所述牵引绳。

进一步地，所述绞盘为手摇绞盘。

本实用新型与现有技术相比至少具有以下优点：

本实用新型在使用时，利用牵引绳将船体放置在水面上，随后通过释放信号线的方式对水体流量进行测量，暴露在水面上方的信号线较短，周边环境因素与信号线作用力小，从而避免了信号线由于外界因素造成的偏移，从而提高了测量数据的准确性。此外，利用牵引绳将船体控制在水面不同的位置，可实现对大断面渠道的多点测量过程，从而提高了本实用新型的适用范围。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型水文流量测验装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型图1中A区域的局部放大图；

图3为本实用新型水文流量测验装置的另一方向的整体结构示意图。

附图标记：1、绞盘；2、牵引绳；3、卡扣；4、船体；5、支撑架；6、信号线；7、铅鱼；8、流速仪；9、水深测量装置；10、卷扬电机；11、卷盘；12、定滑轮；13、编码器；14、联轴器；15、角度传感器；16、连接杆；17、第二限位环；18、通孔；19、第一限位环；20、连接环。

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。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-3，本实用新型提供了一种水文流量测验装置，包括牵引绳2、船体4、支撑架5、卷绕组件、信号线6、长度测量组件、偏角补偿组件、流速仪8、水深测量装置9、控制单元(图中未示出)和供电组件(图中未示出)。其中：牵引绳2采用钢丝绳，船体4采用双体船，船体4与牵引绳2可拆卸连接，工作人员可在桥梁上通过释放牵引绳2使船体4漂浮在水面上，船体4上安装有支撑架5；卷绕组件、长度测量组件和偏角补偿组件安装在支撑架5上，卷绕组件用于卷绕信号线6，能够实现对信号线6的收放过程，长度测量组件和偏角组件分别用于测量信号线6的施放长度和偏转角度，信号线6的远离卷绕组件的一端依次连接有流速仪8和水深测量装置9；控制单元分别与卷绕组件、长度测量组件、偏角补偿组件、流速仪8和水深测量装置9电性连接，控制单元可选用PLC设备，能够控制卷绕组件收放信号线6，控制单元还能够采集长度测量组件测量信号线6的施放长度信息，偏角组件测量信号线6的偏转角度，水流速度以及流速仪8和水深测量装置9的测流参数。水深测量装置9可以在与水接触时和与渠道底部淤积接触时将信号反馈到控制单元，进而测得实际进入水中的信号绳的长度。供电组件与控制单元电性连接，用于为卷绕组件、长度测量组件、偏角补偿组件、流速仪8和水深测量装置9的使用过程提供电力。供电组件可选用蓄电池或其他外界电源。

优选地，卷绕组件包括卷扬电机10和卷盘11。其中：卷扬电机10安装在支撑架5上，卷扬电机10为减速电机，卷扬电机10与控制单元电性连接，卷盘11与卷扬电机10传动连接，卷盘11缠绕有信号线6的一端。通过控制卷扬电机10启动带动卷盘11正向或反向转动，能够实现对信号线6的收放过程。

优选地，长度测量组件包括定滑轮12、编码器13和联轴器14。其中定滑轮12与信号线6接触连接，定滑轮12同轴连接有转动轴；编码器13与控制单元电性连接，编码器13的输出轴通过联轴器14与转动轴传动连接。

优选地，偏角补偿组件包括角度传感器15、连接杆16和第二限位环17。其中，角度传感器15安装在支撑架5上，角度传感器15与控制单元电性连接；连接杆16一端与角度传感器15的传动轴固定连接，连接杆16的另一端与第二限位环17固定连接，信号线6贯穿第二限位环17设置。

具体地，支撑架5上布设有通孔18且安装有第一限位环19，第一限位环19位于通孔18的正上方，且第一限位环19与角度传感器15的传动轴位于同一水平位置，信号线6远离卷盘11的一端与定滑轮12接触连接后并依次贯穿第一限位环19、通孔18和第二限位环17。信号线6偏转时，将同步带动第二限位环17进行转动，从而通过角度传感器15测出信号线6的偏转角度。

可选地，信号线6远离卷盘11的一端还连接有铅鱼7，铅鱼7位于水深测量装置9上方，铅鱼7可以增强流速仪8测量过程中的稳定性。

优选地，支撑架5上设置有连接环20，牵引绳2的一端设置有卡扣3，卡扣3与连接环20可拆卸连接。此外，本实用新型还包括绞盘1，绞盘1可选用手摇绞盘，绞盘1用于收放牵引绳2。

本实用新型的工作原理：

使用时，工作人员利用绞盘1释放牵引绳2，使得船体4漂流在水面上，控制单元控制卷扬电机10转动，并带动卷盘11旋转释放信号线6，使流速仪8和水深测量装置9下放水中，直至到水深测量装置9接触到水底时，控制单元控制卷扬电机10停止转动。水深测量装置9可以在与水接触时和与渠道底部淤积接触时将信号反馈到控制单元，进而测得实际进入水中的信号绳的长度，此属于现有技术，此处不再赘述。此过程中当水深测量装置9上的水面信号采集触点接触水面开始到水深测量装置9接触水底停止之间信号绳下放的绳长由长度测量装置采集，该绳长记为H，而实际流速仪8和水深测量装置9下水后会受到水流的冲击，使得信号线6发生偏转，信号绳发生的偏角由偏角补偿装置进行测量，信号线6发生的偏角记为θ，进而可以计算出实际水深为h＝H*cosθ，流速仪8用于测量流速。

控制单元可以根据实际水深h，测出流速V，以及河流或渠道断面的水面宽L可以计算出断面的过水面积S＝h*L，那么渠道的瞬时总流量Q＝S*V。

测量完成，控制单元控制卷扬电机10反向转动，并带动卷盘11反向旋转，施放的信号线6再次卷绕在卷盘11，水深测量装置9与水停止接触时，控制单元对卷扬电机10进行制动，此时利用绞盘1卷收牵引绳2，实现船体4的回收，进而完成了测量过程。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种水文流量测验装置，其特征在于，包括：

牵引绳(2)；

与所述牵引绳(2)可拆卸连接的船体(4)，所述船体(4)上安装有支撑架(5)；

安装在所述支撑架(5)上的卷绕组件、信号线(6)、长度测量组件和偏角补偿组件，所述卷绕组件用于卷绕所述信号线(6)，所述长度测量组件和偏角组件分别用于测量所述信号线(6)的施放长度和偏转角度，所述信号线(6)的远离所述卷绕组件的一端依次连接有流速仪(8)和水深测量装置(9)；

分别与所述卷绕组件、长度测量组件、偏角补偿组件、流速仪(8)和水深测量装置(9)电性连接的控制单元；以及

与所述控制单元电性连接的供电组件。

2.根据权利要求1所述的水文流量测验装置，其特征在于，所述卷绕组件包括：

安装在所述支撑架(5)上的卷扬电机(10)，所述卷扬电机(10)与控制单元电性连接；以及

与所述卷扬电机(10)传动连接的卷盘(11)，所述卷盘(11)缠绕有所述信号线(6)的一端。

3.根据权利要求2所述的水文流量测验装置，其特征在于，所述长度测量组件包括：

与所述信号线(6)接触连接的定滑轮(12)；以及

与所述控制单元电性连接的编码器(13)，所述编码器(13)的输出轴与定滑轮(12)传动连接。

4.根据权利要求3所述的水文流量测验装置，其特征在于，所述偏角补偿组件包括：

安装在所述支撑架(5)上的角度传感器(15)，所述角度传感器(15)与控制单元电性连接；

一端与所述角度传感器(15)的传动轴固定连接的连接杆(16)；以及

与所述连接杆(16)的另一端固定连接的第二限位环(17)，所述信号线(6)贯穿所述第二限位环(17)设置。

5.根据权利要求4所述的水文流量测验装置，其特征在于，所述支撑架(5)上布设有通孔(18)且安装有第一限位环(19)，所述第一限位环(19)位于所述通孔(18)的正上方，且所述第一限位环(19)与角度传感器(15)的传动轴位于同一水平位置，所述信号线(6)远离所述卷盘(11)的一端与所述定滑轮(12)接触连接后并依次贯穿所述第一限位环(19)、通孔(18)和第二限位环(17)。

6.根据权利要求5所述的水文流量测验装置，其特征在于，所述信号线(6)远离所述卷盘(11)的一端还连接有铅鱼(7)，所述铅鱼(7)位于所述水深测量装置(9)上方。

7.根据权利要求1所述的水文流量测验装置，其特征在于，所述支撑架(5)上设置有连接环(20)，所述牵引绳(2)的一端设置有卡扣(3)，所述卡扣(3)与连接环(20)可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的水文流量测验装置，其特征在于，还包括绞盘(1)，所述绞盘(1)用于收放所述牵引绳(2)。

9.根据权利要求8所述的水文流量测验装置，其特征在于，所述绞盘(1)为手摇绞盘。