专利名称：一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，属于河道或渠道流速的测量以及流量计量及数据远传技术领域。
背景技术：
目前，现有的渠道流速手动测量方法多采用如下两种①手持旋浆流速仪，②手持声波测杆流速仪，其方法都是通过在测桥上的人手持旋浆流速仪，逐点按不同深度进行手エ测量。上述这两种方式都不能离开逐点測量垂线流速，一般为1-3点，无法实现连续的检测垂线流速，精度较低，并且对測量人员素质要求较高，不利用推广应用
实用新型内容
本实用新型目的是提供ー种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，实现检测连续垂线流速，高精度计算流量，便于管理部门管理，解决背景技术中存在的上述问题。本实用新型的技术方案是ー种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，包含智能仪表、测杆、测头、滑动浮子、绳索、位移浮子、气源和阀门，智能仪表匹配在测杆的顶部，测头匹配在测杆的底部，滑动浮子套在测杆上，位移浮子通过绳索、滑动浮子与智能仪表相连，气源通过阀门与智能仪表及测杆相连，测杆中心设有气体通道，测杆底部设有排气孔。所述的智能仪表，为公知的技术组合，包括计数器、水位计、数据存储器、微处理器、显示器、无线通讯电路等，计数器用于测量绳索长度，水位计用于测量渠水水深，数据存储器、微处理器用来计算气泡上升速度、时间、位移距离、渠水水位，显示器可以显示测量结果，完成气泡控制、绳索手动控制、数据记录、数据传输；无线通讯电路将数据以无线方式发送到上位机或管理部门。所述的水位计包括浮子、压力、超声波、激光、磁致伸縮、电子水尺等类型水位计。本实用新型还设有便携箱，除测杆之外的所有设备可全部装入便携箱。气源通过阀门、快速接头与智能仪表及测杆相连。所述的阀门为八字阀。所述的气源是压缩气体设备，如气瓶、空压机、气包、气泵等，所用气体不溶于水即可；所述的气源为气泵，包括手动和脚踏气泵。所述的测杆为多节结构，便于携帯，测杆为防水测杆，各节之间防水密封连接，可拆卸；测杆的底部设有测头，测头底部设有圆盘顶尖；测头上设有排气孔，排气孔的数量至少I个。使用过程手持智能仪表和测杆，垂直插入水中，达到渠底，气体经快速接头进入测杆气体通道，通过排气孔自底部测头排出，排出的气体形成气泡，气泡上升到水面，气泡上升的过程中通过各个不同的流速层，气泡到达水面时，由于流速的作用，在水平方向与排气孔的位置产生位移距离，流速越快位移距离越远；位移浮子经绳索穿过滑动浮子漂浮在水面，绳索经智能仪表的计数器手动放出，绳索前端的位移浮子逐渐接近并到达气泡出水位置，智能仪表计数器测得绳索的长度；关闭进气，渠水自测头底部进入测杆内的气体通道，压强传递到智能仪表的水位计可测得水深，即滑动浮子在测杆上的位置，由于水位计测得水深，滑动浮子的位置已知，测杆长度已知，计数器测得绳索的长度，可直接得出位移距离，通过水位计测出水的深度，由公式得知气泡上升时间，由气泡上升时间和气泡位移距离可计算出该测点的平均垂线流速。采用本实用新型，利用渠道测桥，以一定间隔放下测杆，測量该间隔内的水深和流速，计算该间隔内的流量，将各间隔内的所有流量相加，得到整个渠道该断面上的流量，通过GPRS无线公网上传測量数据到管理部门，完成測量任务；本实用新型的有益效果水底出气孔可完成该点各流层的平均流速測量；设备便携；利用流速面积法可精确计算出流量；作为智能仪表的气泡流速仪可完成气泡控制、绳 索手动控制、数据记录、数据传输；维护量小；本实用新型实现检测连续垂线流速，高精度计算流量，便于管理部门管理。
附图I是本实用新型实施例使用示意图；附图2是本实用新型实施例便携气泡流速仪示意图；图中智能仪表I、测杆2、测头3、滑动浮子4、绳索5、位移浮子6、气泵7、便携箱8。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进ー步说明。ー种便携气泡流速仪，包含智能仪表I、测杆2、测头3、滑动浮子4、绳索5、位移浮子6、气源和阀门，智能仪表匹配在测杆的顶部，测头匹配在测杆的底部，滑动浮子套在测杆上，位移浮子通过绳索、滑动浮子与智能仪表相连，气源通过阀门与智能仪表及测杆相连，测杆中心设有气体通道，测杆底部设有排气孔。所述的智能仪表，为公知的技术组合，包括计数器、水位计、数据存储器、微处理器、显示器、无线通讯电路等，计数器用于测量绳索长度，水位计用于测量渠水水深，数据存储器、微处理器用来计算气泡上升速度、时间、位移距离、渠水水位，完成气泡控制、绳索手动控制、数据记录、数据传输；显示器可以显示測量结果，无线通讯电路将测量结果以无线方式发送到上位机或管理部门。本实用新型还设有便携箱8，除测杆之外的所有设备可全部装入便携箱。气源通过阀门、快速接头与智能仪表及测杆相连。所述的阀门为八字阀。所述的气源为气泵7，包括手动和脚踏气泵。所述的测杆为多节结构，便于携帯，测杆为防水测杆，各节之间防水密封连接，可拆卸；测杆的底部设有测头，测头底部设有圆盘顶尖；测头上设有排气孔，排气孔的数量至少I个。所述的智能仪表上端可匹配握杆，以便于测量时保持测杆稳定。使用过程手持智能仪表和测杆，垂直插入水中，达到渠底，气体经快速接头进入测杆气体通道，通过排气孔自底部测头排出，排出的气体形成气泡，气泡上升到水面，气泡上升的过程中通过各个不同的流速层，气泡到达水面时，由于流速的作用，在水平方向与排气孔的位置产生位移距离，流速越快位移距离越远；位移浮子经绳索穿过滑动浮子漂浮在水面，绳索经智能仪表的计数器手动放出，绳索前端的位移浮子逐渐接近并到达气泡出水位置，智能仪表计数器测得绳索的长度；关闭进气，渠水自测头底部进入测杆内的气体通道，压强传递到智能仪表的水位计可测得水深，即滑动浮子在测杆上的位置，由于水位计测得水深，滑动浮子的位置已知，测杆长度已知，计数器测得绳索的长度，可直接得出位移距离，通过水位计测出水的深度，由公式得知气泡上升时间，由气泡上升时间和气泡位移距离可计算出该测点的平均垂线流速。本实用新型更具体的实施方式，測量步骤如下①在渠道上方将测杆直插水底；②气源产生的气体通过智能仪表后，进入测杆气体通道，自测杆底部冒出；③气体自测杆底部冒出后形成气泡，气泡上浮，并在水流的作用下顺流移动，最終 在水面形成一串气泡；④测杆上的滑动浮子漂浮在水面，绳索经过滑动浮子后，绳索前端的位移浮子也牵引着绳索顺流向下游方向移动，智能仪表计量绳索放出的长度；⑤当位移浮子到达水面气泡出水位置时，关闭阀门，气体停止进入测杆气体通道，渠水经测杆底部进入测杆内的气体通道，由于测杆内的气体通道已有空气，渠水经测杆底部进入测杆后，在测杆内气体通道的已有空气作用下产生与水深相对应的压强，压强信号传递到智能仪表，测出渠水水深；⑥由于测杆长度已知，绳索放出的长度已知，渠水水深已知，位移浮子的位移距离L为L=绳索的长度-(测杆长度-渠水水深)。⑦气泡上升速度如下公式，可得气泡上升时间t ；
权利要求1.一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，其特征在于包含智能仪表(I)、测杆(2)、测头(3)、滑动浮子(4)、绳索(5)、位移浮子(6)、气源和阀门，智能仪表匹配在测杆的顶部，测头匹配在测杆的底部，滑动浮子套在测杆上，位移浮子通过绳索、滑动浮子与智能仪表相连，气源通过阀门与智能仪表及测杆相连，测杆中心设有气体通道，测杆底部设有排气孔。
2.根据权利要求I所述之一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，其特征在于还设有便携箱(8 )，除测杆之外的所有设备可全部装入便携箱。
3.根据权利要求I所述之一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，其特征在于所述的智能仪表，包括计数器、水位计、数据存储器、微处理器、显示器、无线通讯电路。
4.根据权利要求I或3所述之一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，其特征在于所述的智能仪表上端可匹配握杆，以便于测量时保持测杆稳定。
5.根据权利要求I所述之一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，其特征在于所述的气源是气泵。
6.根据权利要求I所述之一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，其特征在于所述的测杆为多节结构，至少为I节，各节之间防水密封连接。
7.根据权利要求I所述之一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，其特征在于测杆的底部设有测头，测头底部设有圆盘顶尖；测头上设有排气孔，排气孔的数量至少I个。
8.根据权利要求I所述之一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，其特征在于气源通过阀门与智能仪表及测杆相连。
专利摘要本实用新型涉及一种利用气泡测量渠道流速的便携气泡流速仪，属于河道或渠道流速的测量以及流量计量及数据远传技术领域。技术方案是包含智能仪表(1)、测杆(2)、测头(3)、滑动浮子(4)、绳索(5)、位移浮子(6)、气源和阀门，智能仪表匹配在测杆的顶部，测头匹配在测杆的底部，滑动浮子套在测杆上，位移浮子通过绳索、滑动浮子与智能仪表相连，气源通过阀门与智能仪表及测杆相连，测杆中心设有气体通道，测杆底部设有排气孔。本实用新型的有益效果水底仅一个出气孔就可完成该点各流层的平均流速测量；设备便携；利用流速面积法可精确计算出流量；本实用新型实现检测连续垂线流速，高精度计算流量，便于管理部门管理。
文档编号G01P5/18GK202614784SQ201220188629
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者张喜, 刘伟华, 姚磊, 于树利, 刘永昌, 汪永强, 刘 文, 刘峰 申请人:唐山现代工控技术有限公司, 张喜