【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于河道流速测定技术，尤其涉及河道水流速测定装置。
技术介绍
1、及时获取河道水文信息，对于水资源管理、河道工程设计以及洪水预报等方面具有重要作用，而水流速测量是水文监测的重要工作之一，目前常用的河水流速测量方法主要分为以下三类：
2、第一类浮标法和浮子法：通过在水面放置浮标或浮子，并记录其通过两个测定点的时间来计算流速；该方法存在的弊端主要在于易受到流场和环境因素干扰，例如，当水流速度较快或存在湍流或风力较大时，浮标或浮子容易受到扰动，导致测定结果的偏差；尤其是在复杂的水流条件下，如河道弯曲、急流、水流涡旋等情况下，会影响浮标或浮子的运动轨迹，进而影响流速测定的准确性。
3、第二类漂流物法和漂流物路径追踪法：通过投放漂浮物，并记录其在河流中的路径和时间来计算流速；该方法需要依赖合适的漂流物，漂流物法和漂流物路径追踪法的前提是能够投放适合的漂流物，并且能够在水流中保持稳定地漂流，然而，寻找合适的漂流物可能是具有挑战性的，因为适合的漂流物应具有足够大的质量和稳定的形状，此外，该方法也同样受到环境和流场的干扰，例如，强风、波浪、植被和水域中的障碍物可能会干扰漂流物的运动，使得漂流物的移动轨迹不稳定，导致流速测定结果的误差。
4、第三类电磁流速计：利用电磁感应原理，测量河道中电导率所改变的电磁场，从而计算流速；该方法相较以上两类测定方法较为简单，但是由于河水水质复杂，无法获取精准的电磁场，进而造成获取的流速结果准确性较低。
技术实现思路
1、
2、本申请提供了河道水流速测定装置，包括支架，所述支架上设有伸缩机构和流速测定机构，所述伸缩机构能够驱动所述流速测定机构位于河道深度方向的任一指定位置，所述流速测定机构包含翼型浮板和设置于翼型浮板底部的压力传感单元，在流速测定机构位于河道深度方向的指定位置时，所述压力传感单元能够采集翼型浮板在该指定位置受到的浮力信号，并根据该浮力信号结合飞机机翼升力计算方法进而获取河道水流速。
3、作为本申请的优选方案，所述翼型浮板的底部设有用于容纳传感单元的柔性密封腔，该柔性密封腔的外周设置为水流能够平滑过度的迎角结构。
4、作为本申请的优选方案，所述柔性密封腔为独立结构，该独立结构的柔性密封腔固设于翼型浮板的底部；或者，所述柔性密封腔包含设置于翼型浮板底部的凹槽和对凹槽口进行密封的柔性堵板，该柔性堵板在完成密封后其与所述翼型浮板的底面平齐。
5、作为本申请的优选方案，当柔性密封腔为独立结构时，该柔性密封腔的尺寸与所述翼型浮板底部尺寸对应，同时，在该柔性密封腔内均布有多个压力传感单元；当柔性密封腔为设置于翼型浮板底部的凹槽时，该凹槽包含多组，且多组凹槽均布于翼型浮板的底部，每组凹槽内安装有一个压力传感单元。
6、作为本申请的优选方案，构成所述柔性密封腔的材质包含橡胶、聚氨酯或聚乙烯薄膜中的至少一种。
7、作为本申请的优选方案，所述飞机机翼升力计算方法为：
8、l＝cl×1/2ρv2s，
9、其中，l为升力，cl为升力系数，ρ为空气密度，v为速度，s为机翼表面积。
10、作为本申请的优选方案，所述翼型浮板为平凸翼型，且该翼型浮板为空心结构。
11、作为本申请的优选方案，所述支架包含支撑架和伸缩横梁，所述伸缩横梁架设于支撑架上端，该伸缩横梁包含内套管和外套管，所述内套管卡套于外套管中并可相对外套管伸缩移动，所述流速测定机构通过伸缩机构悬吊于内套管的末端。
12、作为本申请的优选方案，所述伸缩机构至少包含第一伸缩推杆和第二伸缩推杆，其中，第一伸缩推杆的一端铰接于所述支撑架上，另一端与所述内套管铰接，该第一伸缩推杆能够驱动所述内套管相对外套管伸缩移动，所述第二伸缩推杆设置于内套管与流速测定机构之间，用于驱动流速测定机构在河道深度方向移动。
13、作为本申请的优选方案，所述压力传感单元为压电陶瓷传感器。
14、本申请中该河道水流速测定装置的有益效果在于：该装置选择翼型浮板作为压力传感单元的载体，翼型浮板通过伸缩机构可固定于河道深度方向的任一指定位置，在该指定位置，由于翼型浮板固定不动，水流对其的阻力不会导致翼型浮板的运动或速度变化，因此，水流对翼型浮板的阻力可忽略不计，仅需通过设置于翼型浮板底部的压力传感单元获取翼型浮板在该指定位置受到的浮力信号即可，并结合飞机机翼升力计算方法进而获取河道水流速；可见，本申请将空气动力学应用于液体动力学，通过该方法不仅能够简化测定装置的结构，且减少了干扰因素，使得测定方法和流程更加简单、快捷，同时，还可快速、精准的获取当前深度下的河道流速，提高了水文信息获取的精度和效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种河道水流速测定装置，包括支架，其特征在于：所述支架上设有伸缩机构和流速测定机构，所述伸缩机构能够驱动所述流速测定机构位于河道深度方向的任一指定位置，所述流速测定机构包含翼型浮板和设置于翼型浮板底部的压力传感单元，在流速测定机构位于河道深度方向的指定位置时，所述压力传感单元能够采集翼型浮板在该指定位置受到的浮力信号，并根据该浮力信号结合飞机机翼升力计算方法进而获取河道水流速。
2.根据权利要求1所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述翼型浮板的底部设有用于容纳传感单元的柔性密封腔，该柔性密封腔的外周设置为水流能够平滑过度的迎角结构。
3.根据权利要求2所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述柔性密封腔为独立结构，该独立结构的柔性密封腔固设于翼型浮板的底部；或者，所述柔性密封腔包含设置于翼型浮板底部的凹槽和对凹槽口进行密封的柔性堵板，该柔性堵板在完成密封后其与所述翼型浮板的底面平齐。
4.根据权利要求3所述的河道水流速测定装置，其特征在于：当柔性密封腔为独立结构时，该柔性密封腔的尺寸与所述翼型浮板底部尺寸对应，同时，在该柔性密封腔内均布
5.根据权利要求2-3任一项所述的河道水流速测定装置，其特征在于：构成所述柔性密封腔的材质包含橡胶、聚氨酯或聚乙烯薄膜中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述飞机机翼升力计算方法为：
7.根据权利要求1所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述翼型浮板为平凸翼型，且该翼型浮板为空心结构。
8.根据权利要求1所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述支架包含支撑架和伸缩横梁，所述伸缩横梁架设于支撑架上端，该伸缩横梁包含内套管和外套管，所述内套管卡套于外套管中并可相对外套管伸缩移动，所述流速测定机构通过伸缩机构悬吊于内套管的末端。
9.根据权利要求8所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述伸缩机构至少包含第一伸缩推杆和第二伸缩推杆，其中，第一伸缩推杆的一端铰接于所述支撑架上，另一端与所述内套管铰接，该第一伸缩推杆能够驱动所述内套管相对外套管伸缩移动，所述第二伸缩推杆设置于内套管与流速测定机构之间，用于驱动流速测定机构在河道深度方向移动。
10.根据权利要求1所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述压力传感单元为压电陶瓷传感器。
...【技术特征摘要】
1.一种河道水流速测定装置，包括支架，其特征在于：所述支架上设有伸缩机构和流速测定机构，所述伸缩机构能够驱动所述流速测定机构位于河道深度方向的任一指定位置，所述流速测定机构包含翼型浮板和设置于翼型浮板底部的压力传感单元，在流速测定机构位于河道深度方向的指定位置时，所述压力传感单元能够采集翼型浮板在该指定位置受到的浮力信号，并根据该浮力信号结合飞机机翼升力计算方法进而获取河道水流速。
2.根据权利要求1所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述翼型浮板的底部设有用于容纳传感单元的柔性密封腔，该柔性密封腔的外周设置为水流能够平滑过度的迎角结构。
3.根据权利要求2所述的河道水流速测定装置，其特征在于：所述柔性密封腔为独立结构，该独立结构的柔性密封腔固设于翼型浮板的底部；或者，所述柔性密封腔包含设置于翼型浮板底部的凹槽和对凹槽口进行密封的柔性堵板，该柔性堵板在完成密封后其与所述翼型浮板的底面平齐。
4.根据权利要求3所述的河道水流速测定装置，其特征在于：当柔性密封腔为独立结构时，该柔性密封腔的尺寸与所述翼型浮板底部尺寸对应，同时，在该柔性密封腔内均布有多个压力传感单元；当柔性密封腔为设置于翼型浮板底部的凹槽时，该凹槽包含多组，且多组凹槽均布于翼型浮...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹伟，张锴，吴健柏，孜吾热古丽·叶斯塔依，阿依丁·叶木力，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区水资源中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。