一种可测量水流流量的明渠结构制造技术

本实用新型专利技术涉及可测量水流流量的明渠结构，通过在明渠底部铺设底板，并在所述底板上平行设置导流板，将过水断面分割成多个矩形断面。导流板侧面上设置有凸起，促使相邻导流板间的水流达到临界状态。在临界状态下，单个矩形断面的过水流量仅为水位的函数，将各矩形断面的过水流量相加，就可获得明渠流量。通过调整导流板的数量和分布，该明渠结构就可适用于不同宽度明渠流量的测量，且结构容易实现，成本低廉、数据采集和处理简单。

【技术实现步骤摘要】
一种可测量水流流量的明渠结构
本技术属于河渠流量测量
，特别涉及一种可测量不同宽度明渠流量的明渠结构。
技术介绍
目前，明渠的流量测量方法一般有两种，一种为水位法，即采用水位-流量关系曲线得出流量，常用的有堰槽法。第二种为流速面积法，通过测量过水断面的面积与断面流速来求流量，常用的为多普勒剖面仪法。堰槽的制造较复杂，安装时需要修建行近渠道、下游渠道和静水井等土建设施，安装难度较高，且堰槽测量流量量程范围较窄，不适合宽明渠或大流量的流量测量。多普勒剖面仪法虽然可测量不同宽度明渠流量，当测量宽明渠流量时，需采用走航式声学多普勒流速剖面仪法(ADCP)，还需要增加渡河载体(如小船、缆道)设备，测不同测速垂线上的流速，设备费用较高，测量工程量较大，数据处理涉及不同测速垂线上的水位、流速等，过程较复杂。
技术实现思路
本技术针对现有技术中存在的技术问题，提供了适用于测量不同宽度明渠流量的明渠结构，且该明渠结构的实现成本低廉，数据采集和处理过程简单。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种可测量水流流量的明渠结构，其特征在于：包括明渠本体，在所述明渠本体的底部铺设有底板；在所述底板上平行设置有多块导流板；多块所述导流板将过水断面分割成多段；相邻所述导流板与底板形成矩形水流通道；所述导流板侧面上设置有凸起，相邻导流板间流过的水流形成临界流状态。本技术的有益效果是：通过调整导流板的数量和间距，就可适用于不同宽度明渠的流量测量，实现成本低廉。另外，导流板将明渠过水断面分割成多个矩形断面，每个矩形断面内形成临界流，该矩形断面内的流量仅为上游水位的函数，通过水位就可计算出该矩形断面内的过水流量，再将各个矩形断面流量相加就可获得明渠流量，数据采集和处理过程简单。进一步，所述的可测量水流流量的明渠结构，所述明渠底部铺设的底板具有相同高度。底板的高度相同，使该可测量水流流量的明渠结构实现过程更简单，施工方便。进一步，所述的可测量水流流量的明渠结构，所述相邻的导流板间底板具有不同高度。可根据明渠底部的形状构建不同高度的底板，可节省土建材料，降低成本。进一步，所述的可测量水流流量的明渠结构，所述导流板侧面上设置的凸起为半圆柱体状。半圆柱状的凸有更好的限流作用，促使相邻导流板间的水流达到临界状态，减少所述可测量水流流量的明渠结构中导流板数量，降低设备成本。进一步，所述的可测量水流流量的明渠结构，所述导流板上设置的半圆柱体状凸起的底面半径相同。导流板更容易实现工业化生产，可有效降低设备的制造成本。进一步，所述的可测量水流流量的明渠结构，所述导流板为长方形，且沿半圆柱状凸起对称设置。导流板形状规则，更容易实现工业化生产，可有效降低设备的制造成本。进一步，所述的可测量水流流量的明渠结构，所述导流板均匀设置于明渠底部底板上，将过水断面等间距地分割成多段。矩形断面面积相近，进一步简化了数据处理过程。进一步，所述的可测量水流流量的明渠结构，所述导流板位于上游段的一侧设有标尺，用于测量上游水流的水深。可以直接从标尺上读取水位数据，数据获取更简单。进一步，所述的可测量水流流量的明渠结构，还包括水位传感器和信息设备控制箱，水位传感器电连接所述信息设备控制箱，所述水位传感器设于每块导流板凸起内，用于测量上游导流板之间的水深，所述水位传感器将测量的水深值传送至信息设备控制箱。可实现流量数据的自动采集和在线测量。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的导流板结构示意图；图3为本技术的明渠控制段俯视图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、明渠本体，2、底板，3、矩形断面，4、导流板，5、凸起。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，本技术提供了一种可测量水流流量的明渠结构，包括明渠本体1，在所述明渠本体的底部铺设有底板2；在所述底板的上平行设置有多块导流板4；多块所述导流板将过水断面分割成多段；相邻所述导流板与底板之间形成矩形断面3；所述导流板4侧面上设置有凸起5，使相邻导流板间流过的水流形成临界流状态。导流板4可通过现有技术设置在明渠底部，如用螺丝固定等方式将其设置在明渠底部的底板上。本技术通过导流板4将明渠过流断面分割成若干个矩形断面3，矩形断面3间的水流达到临界状态，在临界状态下，过水断面面积一定时，其过水流量仅是水位的函数，使数据处理过程大大简化了。因此，矩形断面3的构建对本技术实现是关键的。底板2的设置是为了使相邻导流板间形成矩形过流断面3，因此在满足断面形状的前提下，相邻导流板间的底板2高度既可以相同，也可以不同，对于底部平直的明渠，甚至可以不铺设底板2。底板可采用现有技术进行铺设，如浇筑混凝土衬砌。底板2的铺设也采用现有技术，如先在明渠上游筑坝拦截水流，再在安装段设置底板，安装导流板，然后再拆除坝体，使水流通过导流板，进行流量测量。图2为本技术的导流板结构示意图，在导流板4上设置有半圆柱状凸起5。也可以在导流板4两侧同时设置半圆柱状凸起5，形成一个完整的圆柱状凸起。图3为本技术明渠控制段俯视图，位于最外侧的两块导流板侧面朝内形成半圆柱状凸起5，其余导流板上为圆柱状凸起。为了保证临界流状态的产生，相邻导流板之间的间距和凸起半径之间须满足一定的比例要求，若凸起半径过小，无法产生临界流，相反，若凸起半径过大，产生的阻流作用过大，不必要地减小了过流能力。在应用时，对各种型号的导流板应预先在实验室内进行水力学实验，从而确定形成临界流所需的导流板上凸起半径、间距间关系，相邻导流板间距、凸起半径、水位与流量之间的函数关系，实现实际测量的水位和流量之间的转换。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可测量水流流量的明渠结构，其特征在于：包括明渠本体，在所述明渠本体的底部铺设底板；在所述底板上平行设置有多块导流板；多块所述导流板将过水断面分割成多段；相邻所述导流板与底板之间形成矩形水流通道；所述导流板侧面上设置有凸起，相邻导流板间流过的水流形成临界流状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种可测量水流流量的明渠结构，其特征在于：包括明渠本体，在所述明渠本体的底部铺设底板；在所述底板上平行设置有多块导流板；多块所述导流板将过水断面分割成多段；相邻所述导流板与底板之间形成矩形水流通道；所述导流板侧面上设置有凸起，相邻导流板间流过的水流形成临界流状态。


2.根据权利要求1所述的一种可测量水流流量的明渠结构，其特征在于相邻所述导流板之间的底板高度相同。


3.根据权利要求1所述的一种可测量水流流量的明渠结构，其特征在于相邻所述导流板之间的底板高度不同。


4.根据权利要求3所述的一种可测量水流流量的明渠结构，其特征在于所述导流板侧面上设置的凸起为半圆柱体状。


5.根据权利要求4所述的一种可测量水流流量的明渠结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂子荣，
申请(专利权)人：桂子荣，
类型：新型
国别省市：美国;US