本实用新型专利技术属于水利测量领域，尤其涉及公开了一种河流断面探入式精准测流装置，装置包括铠装信号线缆、驱动电机、缠线装置、滑轮定向测量装置、线缆防摆结构、水深测量装置和流速测量设备，缠线装置的驱动电机通过传动轴连接缠线卷轴，铠装信号线缆一端穿入缠线卷轴固定，铠装信号线缆缠绕在缠线卷轴上，铠甲信号线缆穿过定向滑轮测量装置并向下穿过时防摆架主体的中间线缆固定孔；铠甲信号线缆另一端水深测量装置和流速测量设备。本实用新型专利技术的有益效果：在多种自动测量系统结构中，测量断面流量的基础上，具备线长测量精准、角度修正功能、精确测量水位、水深、流速等水文数据的功能，适用于多种类型探入式自动测量系统。适用于多种类型探入式自动测量系统。适用于多种类型探入式自动测量系统。
【技术实现步骤摘要】
河流断面探入式精准测流装置
[0001]本技术属于水利测量领域，涉及一种河流断面探入式精准测流装置。
技术介绍
[0002]我国近年来，由于国家对水利事业的大力支持和水利行业的快速发展，针对明渠流量测量的技术也在迅猛的发展。
[0003]我国一直以来是一个严重水资源短缺的国家，南北水资源分配极度不均匀，南涝北旱的情况比较严重，淡水资源储量看似丰富，在世界排名第六位，因人口基数庞大，人均占有只有约2200m3，未达到世界平均水平的25％，并且分布极不均衡。我国又是一个农业大国，农业用水占全国用水总量70％以上，由于灌溉方式落后，农业用水浪费现象严重，农业灌溉用水利用率仅为45％左右。
[0004]近年来，我国提出用水可持续发展战略，要提高用水效率。我国灌区用水主要引导和分配方式是明渠渠道输水，灌区渠道流量的准确测量有利于节约用水，同时，为国家计划用水、合理规划用水分配打下坚实基础。在我国，明渠测流装置起步较晚，近年来，随着科技的进步和水利行业的快速发展，河流断面已逐渐由自动化测流代替以往的人工测流方式，市场上出现了多种自动化断面流量测量设备，通过测量方式可以分为探入式自动测量设备和非探入式自动测量设备。非探入断面流量测量设备采用雷达波方式进行表面流场测量，应用于河道断面变化不大或无淤积的标准河道测量。探入式测量形式主要采用缆道或测桥横跨河道断面的方式，通过下放采集设备探入水中进行接触式测量，由于我国独特的地理自然环境，河道地形复杂多变，现如今市场上主要以探入式测量中的缆道和测桥方式测量断面流量为主要方式。
[0005]目前，无论是缆道测量还是测桥测量河道断面流量，均要求测量出断面各个垂线的精确水深，利用水深测算测流点进行流速测量，从而计算垂线平均流速。因此，精确计量垂线水深是关键。现有探入式测量设备由于水流冲击导致的车体倾斜以及承重线缆偏角问题会导致水深测量精度偏低，从而导致流量测算精度不高，而且流速越大，误差越大。
技术实现思路
[0006]为解决上述问题，本技术提供一种河流断面探入式精准测流装置，其驱动电机带动卷线盘转动进行下放回收运动，线缆穿过顶部的滑轮定向测量装置和防摆结构后，装载水深测量装置及流速测量设备进行探入式测量工作。该装置提供线长数据信号、倾角及偏角数据、水面及水底信号等标准信号接口，可接入各类采集终端，适用于多种类型探入式自动测量系统。
[0007]本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种河流断面探入式精准测流装置，其特征在于包括门型承重固定架、铠装信号线缆、驱动电机、缠线装置、滑轮定向测量装置、线缆防摆结构、水深测量装置和流速测量设备，所述滑轮定向测量装置和所述线缆防摆结构分别设置在所述门型承重固定架上；
[0008]所述缠线装置包括缠线卷轴、铠装信号线缆、传动轴，所述驱动电机通过传动轴连接缠线卷轴，所述缠线卷轴一端穿入缠线卷轴固定，所述铠装信号线缆缠绕在所述缠线卷轴上，所述铠装信号线缆穿过定向滑轮测量装置并向下穿过时所述线缆防摆结构的中间线缆固定孔，所述铠装信号线缆另一端水深测量装置和流速测量设备。
[0009]进一步地，还包括偏角及倾角修正装置，所述偏角及倾角修正装置设置在所述线缆防摆结构上；
[0010]所述偏角及倾角修正装置包括偏角测量传感器、倾角传感器和偏角摆动轴和固定支架，所述固定支架包括上支架和下支架，所述偏角测量传感器与所述倾角传感器偏角通过所述上支架设置于所述防摆架主体结构上部，所述偏角摆动轴通过所述下支架设置于所述防摆架主体结构上部，所述偏角摆动轴与所述铠装信号线缆接触连接；
[0011]进一步地，所述门型承重固定架包括上框和两侧框，所述上框和所述两侧框垂直设置，所述线缆防摆结构两侧与梁所述侧框连接；
[0012]所述线缆防摆结构包括防摆架主体、防摆架滑块和防摆架滑道，所述防摆架主体通过所述防摆架滑块与所述防摆架滑道滑动连接。
[0013]进一步地，所述滑轮定向测量装置与所述上框固定；
[0014]所述滑轮定向测量装置包括导向定滑轮、定滑轮固定导轮、软连接器、角度传感器、滑轮支架、固定行程限位器，所述导向定滑轮、所述定滑轮固定导轮、所述软连接器设置所述滑轮支架内，所述固定行程限位器和所述角度传感器设置在所述滑轮支架两侧；
[0015]所述导向定滑轮传动连接所述定滑轮固定导轮，所述定滑轮固定导轮通过所述软连接器连接所述角度传感器。
[0016]进一步地，所述铠装信号线缆穿过所述防摆结构，所述铠装信号线缆下放固定并连接水深测量装置及流速测量设备；
[0017]进一步地，所述水深测量装置包括测深装置金属壳体、水面测量接触点、浮子式探底行程开关，所述浮子式探底行程开关设置在测深装置金属壳体内，所述水面测量接触点设置所述测深装置金属壳体外侧，所述浮子式探底行程开关与所述铠装信号线缆连接。
[0018]进一步地，所述铠装信号线缆外部承重结构，所述铠装信号线缆内部设置信号线进行信号输送。
[0019]进一步地，所述铠装信号线缆内部的信号线与电刷滑环相连，所述电刷滑环相连固定在轴承座上，所述传动轴转动固定在所述轴承座内，所述缠线卷轴设置在所述轴承座和所述驱动电机之间并套放在所述传动轴上。
[0020]河流断面探入式精准测流装置的测流方法，其特征在于包括以下步骤：
[0021]步骤1：驱动电机运转控制卷线轴放线运动，铠装信号铠装信号铠装信号线缆穿过滑轮定向测量装置后向下输出，铠装信号铠装信号铠装信号线缆接触滑轮定向测量装置的导向定滑轮，通过摩擦力带动定滑轮同向运转，导向定滑轮一侧固定轴上通过软连接器连接角度传感器，精确测算放线长度；
[0022]步骤2：铠装信号铠装信号铠装信号线缆穿过滑轮测量装置后，向下穿过线缆防摆结构中线线缆固定孔，铠装信号铠装信号铠装信号线缆与偏角及倾角修正装置测量终端实时接触，在防摆结构下方测量线缆偏转角度，倾角传感器固定于线缆防摆装置中心位置。利用实时放线距离与偏角及倾角修正装置所输出信号，可精确计算在水流影响下测量仪器下
放的垂直距离；
[0023]步骤3：铠装信号铠装信号铠装信号线缆穿过防摆装置下方固定水深测量装置和流速测量设备，水深测量装置包括河面、河底信号，流速信号、河面河底信号通过铠甲线缆信号线输出至测量装置中；
[0024]步骤4：可根据水文规约确定多个测点；可通过实时垂直放线距离数据，使测流装置精准停放测量位置重复以上步骤进行流速等水文参数测量，从而得到可靠的河道断面流量数据。
[0025]河流断面探入式精准测流方法，其特征在于步骤1中的放线长度L
f
计算公式：
[0026][0027]式中L
f
为实时放线距离；N为转数；θ0为初始暂存角度；θ1为实时角度；d为定向滑轮直径；
[0028]步骤2中实时放线垂直距离L
r
计算公式为：
[0029]L
r
＝L
f cos(α<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种河流断面探入式精准测流装置，其特征在于包括门型承重固定架、铠装信号线缆、驱动电机、缠线装置、滑轮定向测量装置、线缆防摆结构、水深测量装置和流速测量设备，所述滑轮定向测量装置和所述线缆防摆结构分别设置在所述门型承重固定架上；所述缠线装置包括缠线卷轴、铠装信号线缆、传动轴，所述驱动电机通过传动轴连接缠线卷轴，所述缠线卷轴一端穿入缠线卷轴固定，所述铠装信号线缆缠绕在所述缠线卷轴上，所述铠装信号线缆穿过定向滑轮测量装置并向下穿过所述线缆防摆结构的中间线缆固定孔，所述铠装信号线缆另一端连接水深测量装置和流速测量设备。2.根据权利要求1所述的河流断面探入式精准测流装置，其特征在于还包括偏角及倾角修正装置，所述偏角及倾角修正装置设置在所述线缆防摆结构上。3.根据权利要求2所述的河流断面探入式精准测流装置，其特征在于所述门型承重固定架包括上框和两侧框，所述上框和所述两侧框垂直设置；所述线缆防摆结构两侧与梁所述侧框连接，所述线缆防摆结构包括防摆架主体、防摆架滑块和防摆架滑道，所述防摆架主体通过所述防摆架滑块与所述防摆架滑道滑动连接。4.根据权利要求3所述的河流断面探入式精准测流装置，其特征在于所述滑轮定向测量装置与所述上框固定；所述滑轮定向测量装置包括导向定滑轮、定滑轮固定导轮、软连接器、角度传感器、滑轮支架、固定行程限位器，所述导向定滑轮、所述定滑轮固定导轮、所述软连接器设置所述滑轮支架内，所述固定行程限位器和所述角度传感器设置在所述滑轮支架两侧；所述导向定滑轮...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘锟，刘培杰，孙亮，
申请(专利权)人：天津水运工程勘察设计院，
类型：新型
国别省市：
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