一种用于u形渠道的可移动量水槽的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于测量领域，特别是一种用于U形渠道的可移动量水槽，包括U形渠道(8)，还包括进口收缩段(1)、抛物线形喉口(2)、出口扩散段(3)、量水槽U形外壁(4)，进口收缩段(1)为从量水槽U形外壁(4)断面过渡到抛物线形喉口(2)断面的扭面，出口扩散段(3)为从抛物线形喉口(2)断面过渡到量水槽U形外壁(4)断面的扭面；进口收缩段(1)上具有连通孔(5)；量水槽U形外壁(4)和U形渠道(8)的形状及尺寸相同；进口收缩段(1)、出口扩散段(3)与量水槽U形外壁(4)形成收缩测井(7)；水位传感器(6)布置在收缩测井(7)中；抛物线形喉口(2)与量水槽U形外壁(4)及收缩测井(7)同底。
【专利说明】—种用于U形渠道的可移动量水槽
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水流量测量领域，特别是一种用于U形渠道的可移动量水槽。
【背景技术】
[0002]U形渠道在北方干旱灌区末级渠道普遍应用，抛物线形平底无喉段量水槽是U形渠道测流的一种方法，它具有与U形渠道连接好，不易淤积，输水流量大，淹没度高等优点。采用此量水槽测流时需要量测上游水位，目前主要有两种方法:第一种方法是在上游测水位处挖连通管和水位测井，增加了一定工程量；第二种方法是在上游测水位的U形渠道内壁贴水位测尺，直接读取水位，在较大流量下，水位波动较大，水位测量误差大、精度低。现有抛物线形平底无喉段量水槽多为混凝土现场浇筑，量水槽为固定式，对于相同几何尺寸的渠道，只能测量一个位置的流量，利用率低。上游水位采用人工测量，难以实现流量的实时自动量测。因此，限制了抛物线形平底无喉段量水槽的推广应用。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种用于U形渠道可移动测流的量水槽，其利用喉口中心轴水位与上游常规量测处水位之间的线性关系和进口收缩段和出口扩散段与U形渠道形成的空腔结构作为水位测井(喉口处收缩测井)获取水位读数，不需要在上游常规量测处开挖连通管和水位测井，通过测取喉口处收缩测井中的水位间接获取上游水位。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种用于U形渠道的可移动量水槽，包括U形渠道8，其还包括进口收缩段1、抛物线形喉口 2、出口扩散段3、量水槽U形外壁4，其中，
[0006]进口收缩段I为从量水槽U形外壁4断面过渡到抛物线形喉口 2断面的扭面，出口扩散段3为从抛物线形喉口 2断面过渡到量水槽U形外壁4断面的扭面；
[0007]进口收缩段I上具有连通孔5 ；
[0008]量水槽U形外壁4和U形渠道8的形状及尺寸相同；
[0009]进口收缩段1、出口扩散段3与量水槽U形外壁4形成收缩测井7 ；
[0010]水位传感器6布置在收缩测井7中；
[0011]抛物线形喉口 2与量水槽U形外壁4及收缩测井7同底；
[0012]抛物线形喉口 2断面关于U形渠道的可移动量水槽的中心轴左右对称。
[0013]水位传感器6上部放置在进口收缩段1、出口扩散段3与量水槽U形外壁4的顶端，水位传感器6的下部伸入收缩测井7中，水位传感器6的底部置于水面以下。
[0014]所述可移动量水槽采用的材料为钢板或钢化玻璃。
[0015]本实用新型的有益效果在于:
[0016]1、量水设施集中。将抛物线形平底无喉段量水槽和上游测井集成一体，不需要量测上游水位，因此不需要在上游U形渠道内壁设置水尺，也不需要在上游水位量测处挖连通管和水位测井。利用抛物线形量水槽进口收缩段壁面和出口扩散段壁面与U形外壁形成的收缩测井作为水位测井得到渠道流量。减少了在上游挖测井的工程量。
[0017]2、可预制成型。根据U形渠道的尺寸和所需要的断面收缩比，采用钢板、钢化玻璃等材料预制成量水槽，直接安放在需要流量测量的U形渠道中。免去了现场用混凝土做量水槽的工序，缩短了施工期。
[0018]3、实现可移动测量。由于量水槽预制成型，又不需要在U形渠道上游设置水尺或者挖连通管和水位测井，所以可以实现在相同几何尺寸的U形渠道的不同位置移动测量流量。
[0019]4、有利于实时自动连续远程监控。通过水位传感器和数据网络传输技术，传感器自动连续量测水位并将实时水位传输给监测者，可实现对流量实时调控。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型一种用于U形渠道的可移动量水槽的俯视图；
[0021]图2是图1的A-A剖视图；
[0022]图3是图1的B向视图；
[0023]图4是本实用新型一种用于U形渠道的可移动量水槽的俯视立体图；
[0024]图5本实用新型一种用于U形渠道的可移动量水槽的立体图。
[0025]附图标记:
[0026]I进口收缩段2抛物线形喉口3出口扩散段
[0027]4量水槽U形外壁 5连通孔6水位传感器
[0028]7收缩测井8U形渠道
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0030]如图1?图5所示，一种用于U形渠道的可移动量水槽，包括进口收缩段1、抛物线形喉口 2、出口扩散段3以及量水槽U形外壁4。其中，进口收缩段1、出口扩散段3与量水槽U形外壁4形成收缩测井7。
[0031]水位传感器6布置在收缩测井7中。在本实施例中，水位传感器6的上部布置在进口收缩段1、出口扩散段3与量水槽U形外壁4的顶端，水位传感器6的下部伸入收缩测井7中，水位传感器6的底部置于水面以下。
[0032]如图1及图5所示，进口收缩段I为从量水槽U形外壁4断面过渡到抛物线形喉口 2断面的扭面，出口扩散段3为从抛物线形喉口 2断面过渡到量水槽U形外壁4断面的扭面。其中，当所述可移动量水槽置入U形渠道8时，进口收缩段1、抛物线形喉口 2、出口扩散段3、量水槽U形外壁4以及U形渠道8的底部位于同一平面(量水槽U形外壁4的壁厚极薄，当所述可移动量水槽置入U形渠道8时，其与U形渠道8的高度差可忽略)。进口收缩段I和出口扩散段3的尺寸及形状完全相同。进口收缩段I上具有连通孔5。量水槽U形外壁4和U形渠道8的形状及尺寸完全相同，并且吻合连接，两者的剖面形状为底部为一段圆弧，上部为垂直的直线或者有一定外倾角与圆弧相切的直线。抛物线形喉口 2与量水槽U形外壁4及收缩测井7同底。抛物线形喉口 2断面沿用于U形渠道的可移动量水槽的中心轴左右对称。
[0033]利用试验和数值模拟研究得到抛物线形喉口 2中心轴处水位与上游常规量测处水位存在显著线性关系。当所述可移动量水槽置入U形渠道8时，经过连通孔5的连通作用，将抛物线形喉口 2中心轴处水位转化为收缩测井7中的水位，通过测量收缩测井7中的水位，间接得到上游常规量测处水位。收缩测井7中水位较上游量测处和抛物线形喉口 2处的水位稳定，尤其在流量较大时更为明显，流量测量精度更高；同时量水槽和量测点高度集中，易于集成为一体，构成用于U形渠道的可移动量水槽。
[0034]本实用新型的用于U形渠道的可移动量水槽采用的材料为钢板、钢化玻璃。
[0035]本实用新型在使用时，水流进入进口收缩段1，过水断面减小，流速增大，水位降低，经过抛物线形喉口 2，在出口扩散段3中形成临界流，所以下游的急流不会对进口收缩段I内的水流产生影响。将本实用新型放入U形渠道8中，使量水槽的中心轴与U形渠道8的中心轴重合，并且量水槽底与U形渠道8的底部齐平。水流入U形渠道8，在水流流经可移动量水槽的过程中，流经量水槽的水通过连通孔5进入收缩测井7，待收缩测井7中水位稳定后，水位传感器6测量测井水位，并将水位无线远程传输给接收器。监测者根据水位流量关系得到所测渠道中的流量。
【权利要求】
1.一种用于U形渠道的可移动量水槽，包括U形渠道(8)，其特征在于: 其还包括进口收缩段(I)、抛物线形喉口(2)、出口扩散段(3)、量水槽U形外壁(4)，其中， 进口收缩段(I)为从量水槽U形外壁(4)断面过渡到抛物线形喉口(2)断面的扭面，出口扩散段(3)为从抛物线形喉口(2)断面过渡到量水槽U形外壁(4)断面的扭面； 进口收缩段⑴上具有连通孔(5)； 量水槽U形外壁(4)和U形渠道(8)的形状及尺寸相同； 进口收缩段(I)、出口扩散段⑶与量水槽U形外壁(4)形成收缩测井(7)； 水位传感器(6)布置在收缩测井(7)中； 抛物线形喉口(2)与量水槽U形外壁(4)及收缩测井(7)同底； 抛物线形喉口(2)断面关于U形渠道的可移动量水槽的中心轴左右对称。
2.一种如权利要求1所述的用于U形渠道的可移动量水槽，其特征在于:水位传感器(6)上部放置在进口收缩段(I)、出口扩散段(3)与量水槽U形外壁(4)的顶端，水位传感器(6)的下部伸入收缩测井(7)中，水位传感器￠)的底部置于水面以下。
3.—种如权利要求1所述的用于U形渠道的可移动量水槽，其特征在于: 所述可移动量水槽采用的材料为钢板或钢化玻璃。
【文档编号】G01F1/00GK203949701SQ201420382322
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】张昕, 刘佳宜, 郝新梅, 贺向丽 申请人:中国农业大学