一种自记式不同含沙量水流流速测定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种自记式不同含沙量水流流速测定装置，装置包括浮球、无弹力连接绳、滑动环、弹性立柱、应力传感器和数据采集记录器，所述浮球通过无弹力连接绳固定在滑动环上，滑动环套接在弹性立柱上，在弹性立柱上的位置可随水位自行滑动调整；所述弹性立柱底端固定在水底，用于检测弹性立柱弯曲应力的应力传感器粘贴在弹性立柱背水面；所述应力传感器与数据采集记录器连接。本实用新型专利技术具有结构简单、使用方便、造价低廉、能够自动记录历史流速数据、精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水流流速测定研究领域，特别涉及一种自记式不同含沙量水流流速测定装置。
技术介绍
坡面及沟道水流流速测定对于坡面及沟道水土保持研究具有重要作用与意义，但是由于坡面或沟道水流具有其独特特点，例如水深较小、流态不稳定等，导致其水流流速测定相对困难。目前，坡面或沟道水流流速测定多采用以下两种方法：一种是使用非接触式设备测定，这类设备精度较好，但成本高投入大，不易推广使用。另一种是使用基于较为传统的颜色或盐液等示踪法测定，这类方法精度相对较差。而且上述两种设备均无法避免含沙量对其测定结果造成的影响。因此，能够应用于不同含沙量水流流速测定装置的研究就显得十分重要。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术缺点与不足，提供一种自记式不同含沙量水流流速测定装置，该装置具有结构简单、使用方便、造价低廉、能够自动记录历史流速数据、精度高的优点。本技术的目的通过以下技术方案实现：一种自记式不同含沙量水流流速测定装置，包括浮球、无弹力连接绳、滑动环、弹性立柱、应力传感器和数据采集记录器，所述浮球通过无弹力连接绳固定在滑动环上，滑动环套接在弹性立柱上，在弹性立柱上的位置可随水位自行滑动调整；所述弹性立柱底端固定在水底，用于检测弹性立柱弯曲应力的应力传感器粘贴在弹性立柱背水面；所述应力传感器与数据采集记录器连接。优选的，所述浮球为空心硬质塑料球。更进一步的，所述浮球直径在15-30cm之间。>优选的，所述无弹力连接绳为无弹力硬质塑料绳，直径为2-4mm。优选的，所述滑动环为空心硬质塑料滑动环，滑动环内径比弹性立柱的直径大5-10mm。优选的，所述弹性立柱直径在5-15cm之间，且采用具有一定弹性系数的塑料或钢质材料制成。具体的，所述浮球、无弹力连接绳以及滑动环采用一次加工成型工艺制作完成。从而可以保证三者间连接牢固可靠。本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本技术涉及一种坡面或沟道不同含沙量浅层水流流速测定装置，该装置尺寸可适当调节，该装置可自动采集、记录试验数据用于后续分析，对水流中泥沙浓度含量及泥沙粒径分布无特别要求。因此，可广泛应用于水土保持中坡面或沟道等浅层水流流速测定中。2、本技术可分解组装，小巧易携，使用方便，造价低廉，维护简单，能够自动记录，且精度较好。3、本技术中滑动环和浮球组合的结构可以保证该装置测定的是表层水流流速，因此能够比较真实的获得水流表层流速。附图说明图1是本实施例的外观结构示意图。图2是无水流流动状态时，本实施例的工作原理示意图。图3是有水流流动状态时，本实施例的工作原理示意图。图4是本实施例装置率定时的结构示意图。其中：1—浮球、2—无弹力连接绳、3—滑动环、4—弹性立柱、5—应力传感器、6—数据采集记录器、7—数据连接线、8—储水装置、9—模拟沟道、10—非接触式电子流速仪。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例1如图1、2所示，本实施例一种自记式不同含沙量水流流速测定装置，包括浮球1、无弹力连接绳2、滑动环3、弹性立柱4、应力传感器5和数据采集记录器6，其中弹性立柱底端固定于水底，直径在5-15cm之间，采用弹性良好的钢质、塑料或其他替代性材料制成，最大程度保证其迎水面面积较小，使得其阻水作用最小。浮球、无弹力连接绳、滑动环均为塑料制成，通过模具一次成型，之间相互连接，保证连接点牢固可靠，浮球为空心硬质塑料球，直径在15-30cm之间，无弹力连接绳为无弹力硬质塑料绳，直径为2-4mm，滑动环为空心硬质塑料滑动环，滑动环内径比弹性立柱的直径大5-10mm。滑动环套接在弹性立柱上，在水浮力作用下滑动环可随水位变动而沿弹性立柱上下自由滑动。应力传感器粘贴在弹性立柱背水面。在水流冲击下，浮球通过无弹力连接绳、滑动环拉动弹性立柱，造成弹性立柱发生弯曲，如图3所示，应力传感器实时测量该弯曲形变量，并将其上传到数据采集记录器，数据采集记录器将弯曲形变量转换为应力数据F。本实施例的工作过程是：1、将弹性立柱固定于水底，保证原始状态下弹性立柱与水底或水面基本垂直。2、配置不同含沙量S的浑水样，测定浑水样中各级粒径泥沙颗粒含量D；将浑水以不同流量倒入模拟沟道中，得到不同流速水流，使用非接触式电子流速仪获得水流实际流速U，同时通过应力传感器得到弹性立柱弯曲应力F；根据上述一系列实验数据建立U与F、S、D之间对应关系，得到U＝f(F,S,D)。这一步是建立在大量测试数据基础上，通过数理统计中回归拟合得到。3、实际使用中，浮球承受水流冲击力，然后通过无弹力连接绳、滑动环拉动弹性立柱，造成弹性立柱发生弯曲，应力传感器实时测量该弯曲形变量，并将其上传到数据采集记录器，数据采集记录器将弯曲形变量转换为应力数据F。再结合水流含沙量S，代入公式U＝f(F,S,D)中，即可得到坡面水流实际流速U。上述实施例为本技术较佳的实施方式，但本技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自记式不同含沙量水流流速测定装置，其特征在于，包括浮球、无弹力连接绳、滑动环、弹性立柱、应力传感器和数据采集记录器，所述浮球通过无弹力连接绳固定在滑动环上，滑动环套接在弹性立柱上，在弹性立柱上的位置可随水位自行滑动调整；所述弹性立柱底端固定在水底，用于检测弹性立柱弯曲应力的应力传感器粘贴在弹性立柱背水面；所述应力传感器与数据采集记录器连接。

【技术特征摘要】
2015.08.04 CN 20152057918221.一种自记式不同含沙量水流流速测定装置，其特征在于，包括浮球、无
弹力连接绳、滑动环、弹性立柱、应力传感器和数据采集记录器，所述浮球通
过无弹力连接绳固定在滑动环上，滑动环套接在弹性立柱上，在弹性立柱上的
位置可随水位自行滑动调整；所述弹性立柱底端固定在水底，用于检测弹性立
柱弯曲应力的应力传感器粘贴在弹性立柱背水面；所述应力传感器与数据采集
记录器连接。
2.根据权利要求1所述的自记式不同含沙量水流流速测定装置，其特征在
于，所述浮球为空心硬质塑料球，直径在15-30cm之间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，金平伟，姜学兵，李岚斌，向家平，王玉琅，李乐，寇馨月，
申请(专利权)人：珠江水利委员会珠江水利科学研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44