一种明渠超声波量测水装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种明渠超声波量测水装置，属于明渠量测水技术领域。


背景技术：

2.明渠测水现阶段一般采用两种方式，堰槽水位法和流速面积法。
3.堰槽水位法是根据明渠的大小形状、过水流量的大小在明渠上建造一段测流堰槽，通过监测过水堰槽的水位，然后再利用水力学公式计算出通过堰槽的流量，该方法首先需要建造建筑物，另外无法达到精确测量。
4.流速面积法不需要建造建筑物，通过测量过水断面的流速和过水断面的面积来确定流量，一般使用雷达或多普勒流速仪，但该类流速仪只能测量表面流速，下层流速只能根据经验推算，无法保证精度，而且当渠道过宽或过窄时流速仪无法精确测量渠道中心流速。
5.市场上也存在部分测流箱，但测流箱的截面宽度已经固定，只能事先建造固定宽度的土建结构。
6.以上方式虽然均能测量渠道流量但又都存在精度低、费用高或者适应性低的问题，所以现有技术无法满足人们的使用需要。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种明渠超声波量测水装置。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
9.一种明渠超声波量测水装置，包括位于渠道内两侧相对设置的两组测量组件，其中一组测量组件上部设置控制盒，另一组测量组件通过线缆由渠道底部穿过后延伸接入控制盒；测量组件包括护罩、支架、水位计和超声波换能器；护罩固定在渠道内壁上，支架固定在护罩内表面，超声波换能器固定在支架且探头部分穿过护罩表面延伸至外部；水位计竖直固定在护罩内侧的下部。
10.本实用新型技术方案的进一步改进为：护罩包括罩体部和位于罩体部两端起到安装作用的法兰边，沿法兰边的长度方向设置成排的通孔；支架固定在罩体部的内表面；罩体部表面设置使超声波换能器的探头伸出的孔。
11.本实用新型技术方案的进一步改进为：护罩的罩体部的上端和下端均设置过线孔。
12.本实用新型技术方案的进一步改进为：支架表面沿长度方向间隔设置若干换能器安装孔，并且对应换能器安装孔外围设置螺纹孔；超声波换能器通过压板固定在换能器安装孔内，压板通过螺栓同支架固定连接。
13.本实用新型技术方案的进一步改进为：支架沿长度方向使用若干铆钉同护罩固定连接；支架长度方向的两端使用螺栓同护罩固定连接。
14.本实用新型技术方案的进一步改进为：换能器安装孔是与正面成倾斜角度的结构。
15.本实用新型技术方案的进一步改进为：水位计通过u形支架固定在护罩内，下端与护罩底部相抵紧；护罩靠近底部设置进。
16.本实用新型技术方案的进一步改进为：两组测量组件贴于渠道内壁上，使用垫片调整垂直度、角度及位置两组测量组件的超声波换能器各自同轴。
17.本实用新型技术方案的进一步改进为：渠道底部开槽，且在槽内设置穿线管。
18.由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术效果有：
19.本实用新型便于安装使用无需专门建造特殊土建结构，且安装距离随意，无需根据设备建造高精度土建结构，在原有竖直渠壁上安装即可，可极大降低土建难度和费用。
20.本实用新型设置多层超声波换能器，超声波换能器与测量组件正端面成固定角度，安装时两组换能器相互对其大改成同轴分布，当水流流经两测量组件之间时，可测得水流流速，并自动江水流分层测量流速，已解决明渠上下水流速不一致问题，每层分别计算流速，增加了测量精度。两个测量组件的超声波换能器互为收发，控制部分可随意安装与渠道两侧，方便安装人员操作和设备选取点位。因此更为方便简捷，所以该明渠超声波量测水装置可以更好的满足人们的使用需要。
21.本实用新型在护罩靠近底部设置进水孔。护罩底部和侧面的孔洞可保证水流可以顺利流入流出护罩内部，形成连通器原理，保证内部水位计可以测得一个准确的数值，并且通过孔洞连接减少了内部水面波动，增加了水位测量的稳定性。
附图说明
22.图1为本实用新型安装示意图；
23.图2为本实用新型安装俯视图；
24.图3为换能器组件结构示意图；
25.图4为护罩内部示意图；
26.图5为超声波换能器安装结构示意图；
27.图6为本实用新型护罩从外面观察的示意图；
28.图7是本实用新型护罩从内侧观察的示意图；
29.图8是本实用新型护罩内超声报换能器安装示意图；
30.其中，1、测量组件，2、控制盒，3、护罩，4、支架，5、超声波换能器，6、固定螺栓，7、铆钉，8、水位计，9、压板，10、u形支架。
具体实施方式
31.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.本实用新型是一种明渠超声波量测水装置，用于明渠的渠道内水流、水位的测量
35.如图1、图2所示，该测水装置包括位于渠道内两侧相对设置的两组测量组件1，这两组测量组件1互为收发端，可以自由安装，避免安装错误。两个测量组件1使用同一个控制盒2。其中一组测量组件1上部设置控制盒2，另一组测量组件1通过线缆同控制盒2连接，在渠道底部设置穿线管，线缆通过穿线管穿过水渠底部，然后汇入同另一个测量组件的线缆共同接入控制盒2，由控制盒进行记录、分析及计算。渠道底部开槽，且在槽内设置穿线管；防止穿线管高出渠底，进而影响水流状态。
36.如图3、图4、图5、图6、图7所示，本实用新型的测量组件1包括护罩3、支架4、水位计8和超声波换能器5。其中，护罩3是固定在渠道内壁上，起到固定连接的作用，为其他部件提供安装位置。护罩3位罩体结构，罩扣在渠道内壁上。支架4固定在护罩3的内表面，超声波换能器5固定在支架4上。支架4上沿长度方向设置若干超声波换能器5，支架4是沿竖直方向设置的。水位计8竖直固定在护罩3内的下部，水位计用于测量水位。图3、图7中示意图的护罩内部的示意图。
37.本实用新型中，护罩3起到固定安装超声波换能器的作用，同时，护罩具有罩体，在罩体内可以布置穿线管和线缆，支架4也设置在罩体内。具体的，护罩3包括罩体部和位于罩体部两端起到安装作用的法兰边。罩体部为凸起的空腔结构，在罩体部的表面设置能够使超声波换能器5的探头部分伸出的孔。超声报换能器5安装在支架4上，也就安装在了护罩3的内部，通过罩体部的表面的孔，使超声波换能器5的探头部分伸出至外部。沿法兰边的长度方向设置成排的通孔，这些通孔用于同水渠的侧壁使用紧固件连接。支架4沿长度方向使用若干铆钉7同护罩3固定连接；进一步，为了提高护罩3同支架4连接的稳固性，在支架4长度方向的两端设置螺栓同护罩3螺纹固定连接。该装置的支架4是固定在罩体部的内表面的。护罩3的罩体部的上端和下端均设置过线孔，用于使具有线缆的穿线管通过。护罩3的罩体部的截面为梯形，安装时，能够使护罩的迎水面为缓斜面，减小了对水流稳定性的影响，
38.本实用新型在支架4的表面沿长度方向间隔设置若干换能器安装孔，用于安装超声波换能器5，将超声波换能器5插入到换能器安装孔。同时，在对应换能器安装孔的外围设置螺纹孔；在将超声波换能器5插入到换能器安装孔后，通过压板9将超声波换能器5固定在换能器安装孔内；而压板9通过螺栓同支架4固定连接。超声波换能器设置多组，超声波换能器与测量组件正端面成固定角度，安装时两个测量组件换能器相互对其大改成同轴分布，当水流流经两测量组件之间时，可测得水流流速，并自动江水流分层测量流速，已解决明渠上下水流速不一致问题，每层分别计算流速，增加了测量精度。超声波换能器的安装示意图见图5。图5仅仅示意的是超声波换能器的安装结构，为了便于展示，并没有体现超声波换能器的安装角度。
39.如图4所示，换能器安装孔是与正面成倾斜角度的结构。也就是说，同水渠的流向方向成倾斜角度设置。
40.本实用新型将水位计8通过u形支架10固定在护罩3内，下端与护罩3底部相抵紧；
护罩3靠近底部设置进水孔。护罩3底部和侧面的孔洞可保证水流可以顺利流入流出护罩内部，形成连通器原理，保证内部水位计可以测得一个准确的数值，并且通过孔洞连接减少了内部水面波动，增加了水位测量的稳定性。测量组件包括有水位计，具体的，水位计的种类不局限于一种，可在超声波水位计、静压水位计、电子水尺、电磁式水位计等多种类型中选择，可适应不同水质及环境。
41.本实用新型将两组测量组件1通过护罩贴于渠道内壁上，使用垫片调整垂直度、角度及位置两组测量组件的超声波换能器各自同轴。
42.本实用新型设置两组测量组件并且分离安装，两组测量组件可以安装在水渠内的两侧，可以适应各种不同尺寸的渠道，不受渠道宽度影响，任意调整尺寸只需要保证两组间的相对角度即可。无需专门建造特殊土建结构，且安装距离随意，无需根据设备建造高精度土建结构。
43.两个测量组件的超声波换能器互为收发，控制部分可随意安装与渠道两侧，方便安装人员操作和设备选取点位。
44.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。