表面流速流向测量浮筒的制作方法

本实用新型属于航道测量技术领域，具体涉及一种表面流速流向测量浮筒。

背景技术：

长江作为我国黄金水道，每年需要对航道进行维护，保证过往船只的航行安全，其中航道测量是航道维护的基础性工作，表面流速流向测量是水文测验中的重要环节，传统的表面流速流向测量是采用全站仪进行前方交会测量。具体方法为在测量浮标上固定一全向棱镜，将全站仪架设在一已知点上，浮标随水流流动，全站仪实时跟踪浮标照准全向棱镜，间隔固定时间进行测量定位浮标位置。此方法在测量过程中需要多人配合，受气候和通视等条件影响，不能进行长距离流速流向测量，测量效率低；此外，浮标也易受到风浪影响导致成果失真，使得表面流速流向定位结果误差较大不能达到较高精度。

现有市场上已经采用了浮筒携带自动数据采集装置(如gps接收机)进行表面流速流向测量，即测量浮标。测量方法为将携带配重物的浮标慢慢放入水中，将自动数据采集装置调试完毕并固定在浮筒上端，浮筒随水流漂浮即可测得数据。在测区起始位置投放测量浮标，直至测量浮标随水流漂浮至测区结束位置，整个观测过程只需进行跟踪回收即可。上述方法克服了传统测量方式的弊端，但是现有的浮标采用的浮筒为表面光滑的圆筒，易受水流与风浪影响致使浮筒筒身发生倾斜、旋转、沉浮不定，浮筒的稳定性差，从而影响浮筒上自动数据采集装置的稳定性，致使数据可靠性下降与自动数据采集装置的安全性降低。

技术实现要素：

实用新型目的：针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种增大浮筒对水流的受力面积、保证筒体稳定性的表面流速流向测量浮筒。

技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

表面流速流向测量浮筒，包括中空结构的筒体，筒体的上下端面密封；所述筒体的上端面设有第一连接端，第一连接端与固定自动数据采集装置的安装架连接，在所述筒体的上端面设有提升装置；在所述筒体的下端面设有用于连接配重物的第二连接端；所述筒体下段外表面上设有若干个轴向的尾翼，在所述尾翼的上端或者下端并围绕筒体周向设有凸缘。

作为优选，所述尾翼为矩形长条状，底面与筒体下端面平齐，内侧面焊接在筒体外表面，外侧面的边角为圆弧角；尾翼设有3-6个，均匀分布在筒体的圆周面。

作为优选，所述尾翼的长度占筒体长度的1/3-1/2，宽度为3-10cm，厚度为1-4mm。

作为优选，所述尾翼设置有4个，所述尾翼的宽度为4-6cm，厚度为2mm。

作为优选，所述凸缘的厚度与尾翼的宽度相等，凸缘的高度与尾翼的厚度相等，所述凸缘的内圈焊接在筒体的外表面，凸缘的下端面与尾翼上端面焊接连接，或者所述凸缘的上端面与尾翼下端面焊接连接。

作为优选，所述第一连接端与安装架可拆卸地连接。

作为优选，所述提升装置包括焊接在筒体上端面中心位置的提环和穿过提环的圆环，圆环的直径大于筒体的直径；圆环外表面涂有红色或黄色涂层和荧光涂层。

作为优选，所述第二连接端为焊接在筒体下端面的铁圈，配重物通过铰链穿过铁圈固定在筒体下方；或者所述第二连接端为焊接在筒体下端面的连接板，连接板上设有安装孔，配重物通过螺栓固定在安装孔内。

作为优选，所述筒体的上段外表面设置有黄色或者黄黑相间的涂层，或者在所述筒体上端面设置有一面旗子。

作为优选，在所述筒体上端面外周设置若干个挂钩，在所述安装架上覆盖设置有一网套，所述网套设置有可系在挂钩上的绳子。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的浮筒下段尾翼的设置可以增加水流与浮筒的接触面积，浮筒受到周向水流冲击时不易倾斜、旋转，保证浮筒在水流流动方向上的稳定性；凸缘的设置增加水流与浮筒的接触面积，浮筒受到上下波动的水流冲击时不易沉浮不定，保证浮筒在水面上下方向浮动的稳定性。尾翼和凸缘的配合使得浮筒在水流中稳定性更高，方向控制性更好，提高了浮筒上自动数据采集装置的安全性与观测成果的可靠性，以提高表面流速流向定位精度，从而为相关决策提供可靠的依据。

附图说明

图1为本实用新型凸缘设在尾翼上端时的三维立体结构图；

图2为本实用新型使用时的装配结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1和2所示，本实施例的表面流速流向测量浮筒，包括中空结构的筒体3，筒体3的上下端面密封；筒体3的上端面设有第一连接端1，第一连接端1与固定自动数据采集装置的安装架b连接，筒体3上端面上设有提升装置4；筒体3的下端面设有第二连接端2用于连接配重物a；筒体3下段外表面上设有若干个轴向的尾翼5，尾翼5的上端或者下端并围绕筒体3周向设有凸缘6。尾翼5的设置可以增加水流与浮筒的接触面积，浮筒受到周向水流冲击时不易倾斜、旋转，保证浮筒在水流流动方向上的稳定性；凸缘6的设置增加水流与浮筒的接触面积，浮筒受到上下波动的水流冲击时不易沉浮不定，保证浮筒在水面上下方向浮动的稳定性。尾翼5和凸缘6的配合使得浮筒在水流中稳定性更高，方向控制性更好，提高了浮筒上自动数据采集装置的安全性与观测成果的可靠性，以提高表面流速流向定位精度，从而为相关决策提供可靠的依据。

尾翼5设有3-6个，间隔均匀的分布在筒体3的圆周面。尾翼5长度占筒体3长度的1/3-1/2，底面与筒体3下端面平齐；尾翼5为矩形长条状，定义尾翼5在筒体3轴向上的尺寸为尾翼5的长度，定义尾翼5在筒体3径向上的尺寸为尾翼5的宽度，定义尾翼5在筒体3外周周向上的尺寸为尾翼5的厚度，本实施例中尾翼5的宽度为3-10cm，厚度为1-4mm，内侧面焊接在筒体3外表面，外侧面的边角为圆弧角。

为了减少整个浮筒的重量，本实施例的尾翼5的数量优选为4个，尾翼5的宽度优选为4-6cm，厚度优选为2mm。尾翼5数量过少起不到增加水流接触面的作用，数量过多又会增加浮筒整体的重量。尾翼5的宽度过窄亦是起不到增加水流接触面的作用，过宽会增加浮筒整体重量的同时降低了搬运与投放的便利性；尾翼5厚度过小则尾翼5刚性差，过厚增加浮筒整体重量。

凸缘6为圆环，凸缘6的厚度(径向上的尺寸)与尾翼5的宽度相等，凸缘6的高度(轴向上的尺寸)与尾翼5的厚度相等，凸缘6设置在尾翼5的上端或尾翼5的下端，内圈焊接在筒体3的外表面，凸缘6的下端面与尾翼5上端面焊接连接，或者凸缘6的上端面与尾翼5下端面焊接连接。将凸缘6设置在尾翼5部分的任意位置都可发挥凸缘6的作用，但是设置在尾翼5的中部位置会造成浮筒放置在地面时滚动，不易放置；另外设置在中部增加了凸缘6焊接的难度，使得工艺复杂。

另外，尾翼5的形状还可以为竖直直角三角形或倒立的直角三角形，其较长的直角边焊接在筒体3表面；或者尾翼5的形状为弧形，其弧形底边焊接在筒体3表面。相比于矩形长条状的尾翼5，三角形的尾翼5可以减少浮筒下放水流中或者从水流中提升时的阻力；弧形的尾翼5可以减少浮筒下放水流中和提升时的阻力。

第一连接端1与安装架b可拆卸连接，可拆卸连接的方式包括但不限于以下几种方式：1、第一连接端1为焊接在筒体3上端面的外螺纹凸台，安装架b下端具有内螺纹安装孔，安装架b与第一连接端1通过螺纹连接；2、第一连接端1为卡装结构，在第一连接端1上设有卡口，安装架b下端设有对应的卡扣直接卡入卡口；3、第一连接端1与安装架b上设有位置对应的销孔，通过销轴插入销孔实现连接。

提升装置4包括焊接在筒体3上端面中心位置的提环41和穿过提环41的圆环42，圆环42为铁丝环或者不锈钢丝环或者树脂材质的丝环，圆环42的直径大于筒体3的直径，并且圆环42外表面涂有红色或黄色涂层和荧光涂层，具有颜色的涂层便于识别，这样跟踪船上的人员能够快速确认圆环42位置便于用钩子钩住圆环42将浮筒提升。荧光涂层可以使圆环42在夜间发光，便于人员发现。

第二连接端2为焊接在筒体3下端面的铁圈，配重物通过铰链穿过铁圈固定在筒体3下方或者第二连接端2为焊接在筒体3下端面的连接板，连接板上设有安装孔，配重物过螺栓固定在安装孔内。相比于将配重物设置在浮筒内的浮标来说，通过连接端与配重物现可拆卸的连接不仅便于浮筒的运输与作业，并且可以根据不同的水域环境和测量要求配备重量不同的配重物，操作更加灵活，使用范围更广。

筒体3的上段外表面涂有黄色或者黄黑相间的涂料，目的是便于跟踪人员识别浮筒的漂流位置。另外一方面为了提醒来往的船只不要碰触浮筒，或者在筒体3上端面设置一面旗子，起到便于识别作用。

图2为本实用新型使用时的装配结构示意图，本实用新型的安装架b上用于安装自动数据采集装置，其可以为gps接收机，gps接收机为中海达qstar8型gps接收机，根据需求可选择其他型号的gps接收机。为了保证自动数据采集装置安全性，防止安装架b发生意外被撞坏致使gps接收机落入水中，在筒体3上端面周边设置若干个挂钩7，还包括一网套8，将网套8覆盖在安装架b上并通过网套8上的绳子系在挂钩7上，即使安装架b损坏也可以避免gps接收机落入水中造成不必要的经济损失和数据的遗失；相比于将gps接收机安装在密闭的浮标舱内，网套不会影响gps接收机接收信号。

使用时，先将配重物a物固定在浮筒下，然后将调试好的gps接收机固定在安装架b上并将安装架b与第一连接端1连接固定，然后用网套罩住gps接收机和安装架b并系在浮筒筒体3的挂钩上。随后测量船到达待测位置之后，一人先将配重物a放入水中，另一人提住提升装置4将浮筒竖直慢慢放入水流中，浮筒漂浮在水中并在配重物a的作用下保持较低的重心，因为浮筒沉入水中部分具有尾翼5与凸缘6，所以浮筒与水的接触面积较大，不会在水流或风浪的影响下倾斜、旋转，稳定性好；浮筒随水流而下，手持式gps接收机可全程自动保存点位的时间信息、位置信息和方向参数，待从水中取出浮筒及手持式gps接收机并对数据进行处理，即可获得此段流域的表面流速流向数据。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。