一种基于超声波时差法的明渠测流装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于超声波时差法的明渠测流装置，涉及渠道流量监测技术领域，旨在解决现有技术中明渠流量测量装置随明渠形制和传感器安装位置改变影响测量结果的技术问题。本实用新型专利技术包括测流时放置在渠道中的长度沿水流方向延伸的呈矩形桶状的装置本体，装置本体上具有流体进口和流体出口，装置本体内在左右方向上间隔设有两个超声波换能器且两个超声波换能器在水流方向上错位布置，两个超声波换能器分别独立连接一个在上下方向上调节其高度的高度调节机构，装置本体内还设有用于检测水位高度的液位传感器，第一超声波换能器、第二超声波换能器、液位传感器分别与控制器采样连接，控制器与供电装置电连接。控制器与供电装置电连接。控制器与供电装置电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波时差法的明渠测流装置


[0001]本技术涉及渠道流量监测
，具体涉及一种基于超声波时差法的明渠测流装置。

技术介绍

[0002]农业发展与灌溉息息相关，农业灌溉是用水大户，目前我国水资源匮乏，总体用水效率不高。明渠灌溉用水的精确计量和实时监控是节水灌溉的重要一环，通过对流量数据自动监控、整理和分析，可优化水资源的调配和利用，同时配合水价改革实行阶梯水价，将灌溉和水价改革结合，从而达到节水、提高用水效率的目的。
[0003]公开号为CN109798944A、公开日为20190524的一篇专利文献公开了一种基于微机械压电超声波换能器的流量计及渡越时间测量装置，在待测管道径向斜对侧安装有相互独立的超声波发射与接收模块，且两个模块由待测流体隔开；所述的超声波发射模块和超声波接收模块均采用微机械压电超声波换能器阵列模块；所述微机械压电超声波换能器阵列模块底部为基底层，基底层上设有换能器单元，换能器单元由底电极、压电层和上电极逐层叠加而成，底电极和上电极分别通过连接线与不同的接线端相连，此专利技术通过布置在管道径向斜对方向的两块独立的微机械压电超声波换能器阵列先后沿着流体的顺流方向和逆流方向分别互相发射与接收超声波脉冲，测量超声波顺逆流传播的渡越时间，用于计算流体流速和流量。
[0004]灌区现行的流量测量方法主要分为建筑物测流法和流速面积法两种。前者需要专门修筑堰、槽等标准量水建筑物，安装使用复杂，且测量精度低。传统流速面积法需根据明渠现场的具体情况来确定过流断面面积，需将超声波换能器安装在特定渠段以保证测量精度，随明渠形制及超声波换能器安装位置的改变，测量装置测量的水层流速也改变，会对测量结果造成很大影响，给安装调试和使用带来了较大的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种基于超声波时差法的明渠测流装置，旨在解决现有技术中明渠流量测量装置随明渠形制和传感器安装位置改变影响测量结果的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：所述基于超声波时差法的明渠测流装置，包括测流时放置在渠道中的长度沿水流方向延伸的呈矩形桶状的装置本体，装置本体上具有流体进口和流体出口，所述装置本体内在左右方向上间隔设有两个超声波换能器且两个超声波换能器在水流方向上错位布置，所述两个超声波换能器分别独立连接一个在上下方向上调节其高度的高度调节机构，所述装置本体内还设有用于检测水位高度的液位传感器，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器、液位传感器分别与控制器采样连接，所述控制器与供电装置电连接。
[0007]进一步地，所述高度调节机构包括与第一超声波换能器连接的第一高度调节机构和与第二超声波换能器连接的第二高度调节机构，所述第一高度调节机构和第二高度调节
机构均为丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠和螺母，所述丝杠的上端与装置本体的顶壁转动连接，丝杠的下端通过联轴器与防水电机的输出轴传动连接，所述防水电机固连在装置本体的底壁上，所述防水电机与供电装置电连接。
[0008]进一步地，所述第一高度调节机构的丝杠和第二高度调节的丝杠的连线与装置本体的长度方向呈45
°
夹角。
[0009]进一步地，所述防水电机为防水步进电机。
[0010]进一步地，所述液位传感器为压阻式液位传感器，所述压阻式液位传感器设置在装置本体的底壁上。
[0011]进一步地，所述供电装置包括立杆、安装在立杆顶部的太阳能电池板和安装在立杆下部内的用于将太阳能电池板转换的电能存储起来的蓄电池，所述蓄电池通过线缆与控制器、防水电机电连接，所述测流装置的底壁和左右侧壁上开设有铺设线缆的线槽。
[0012]进一步地，所述控制器为带有触摸屏显示器的控制器，立杆上固定有控制柜，所述控制柜的透明柜门上设有门锁，所述控制器安装在控制柜内。
[0013]进一步地，所述立杆上设有用于为控制器遮挡雨雪的遮挡罩。
[0014]进一步地，所述立杆为不锈钢立杆。
[0015]本技术的有益效果：通过超声波换能器和液位超声波换能器测量水的流速，通过第一高度调节机构和第二高度调节机构带动第一超声波换能器和第二超声波换能器上下移动，进而对水流进行分层测量，求得水流的平均流速，进而通过流速面积法计算流量，由于使用的是水流的平均流速，测量结果与水流的实际流量更加接近且受测量位置的影响减小，能够对多种明渠形制进行精确的测量。本技术自动化程度高、测流精确、价格低廉、性能稳定、安装使用方便，适合灌区小型矩形或梯形渠道的流量测量。
附图说明
[0016]图1是本技术基于超声波时差法的明渠测流装置的具体实施例的结构示意图；
[0017]图2是本技术基于超声波时差法的明渠测流装置的具体实施例中第一超声波换能器和第二超声波换能器与装置本体的俯视结构示意图。
[0018]图中：1、装置本体；2、防水步进电机；3第一超声波换能器；4、第二超声波换能器，5、压阻式液位传感器；6、联轴器；7、丝杠螺母机构；8、线缆；9、太阳能电池板；10、控制器；11、蓄电池；12、线槽。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本技术的实施方式作进一步说明。
[0020]本技术基于超声波时差法的明渠测流装置的具体实施例，如图1至图2所示，所述基于超声波时差法的明渠测流装置，包括测流时放置在渠道中的长度沿水流方向延伸的呈矩形桶状的装置本体1，装置本体1上具有流体进口和流体出口，即装置本体1为两端开口的矩形管状，装置本体1内在左右方向上间隔设有两个超声波换能器且两个超声波换能器在水流方向上错位布置，两个超声波换能器分别独立连接一个在上下方向上调节其高度的高度调节机构，装置本体1内还设有用于检测水位高度的液位传感器，第一超声波换能器
3、第二超声波换能器4、液位传感器分别与控制器10采样连接，控制器10与供电装置电连接，控制器10能够通过第一超声波换能器3和第二超声波换能器4测定某个水层的水流速度，通过高度调节机构，本技术可以测量多个高度的水流速度，进而得到该明渠的平均水流速度。
[0021]本实施例中，高度调节机构包括与第一超声波换能器3连接的第一高度调节机构和与第二超声波换能器4连接的第二高度调节机构，第一高度调节机构和第二高度调节机构均为丝杠螺母机构7，丝杠螺母机构7包括丝杠和螺母，丝杠的上端与装置本体1的顶壁转动连接，丝杠的下端通过联轴器6与防水电机的输出轴传动连接，防水电机固连在装置本体1的底壁上，防水电机与供电装置电连接。丝杠螺母机构7的高度调节机构具有更高的精度，使得本技术的精确度得以提高，且防水电机和丝杠通过联轴器6进行同轴传动，可进行高速的转动，上下移动速度快。第一超声波换能器3和第二超声波换能器4分别固定在丝杠螺母机构7的螺母上，随螺母的上下移动而移动。
[0022]如图2所示，本实施例中，第一高度调节机构的丝杠和第二高度调节的丝杠的连线与装置本体1的长度方向呈45本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波时差法的明渠测流装置，其特征在于：包括测流时放置在渠道中的长度沿水流方向延伸的呈矩形桶状的装置本体，装置本体上具有流体进口和流体出口，所述装置本体内在左右方向上间隔设有两个超声波换能器且两个超声波换能器在水流方向上错位布置，所述两个超声波换能器分别独立连接一个在上下方向上调节其高度的高度调节机构，所述装置本体内还设有用于检测水位高度的液位传感器，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器、液位传感器分别与控制器采样连接，所述控制器与供电装置电连接。2.根据权利要求1所述的基于超声波时差法的明渠测流装置，其特征在于：所述高度调节机构包括与第一超声波换能器连接的第一高度调节机构和与第二超声波换能器连接的第二高度调节机构，所述第一高度调节机构和第二高度调节机构均为丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠和螺母，所述丝杠的上端与装置本体的顶壁转动连接，丝杠的下端通过联轴器与防水电机的输出轴传动连接，所述防水电机固连在装置本体的底壁上，所述防水电机与供电装置电连接。3.根据权利要求2所述的基于超声波时差法的明渠测流装置，其特征在于：所述第一高度调节机构的丝杠和第二高度调节的丝杠的连线与装置本体...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾方方，史玉平，侯扬阳，王书莲，李浩，姜南，韩建涛，张小果，王翔，王蕊，
申请(专利权)人：河南省中宇农业农村规划设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：