一种声学多普勒流速剖面仪ADCP船测用测管装置的制作方法

一种声学多普勒流速剖面仪adcp船测用测管装置
技术领域
1.本发明涉一种声学多普勒流速剖面仪adcp(acoustic doppler current profiler)的船测用测管装置。


背景技术：

2.在水文的监测过程中，水的流量是一个重要指标，监测区域的流量特征直接说明了当前水域及上游的水位是否处于正常标准，但由于水流量的监测需要与水进行直接接触，传统的流速仪测流法由于其历时长、自动化程度低等固有的缺点，难以满足目前测流任务的需要，目前采用的声学多普勒流速剖面仪adcp是利用声学多普勒原理直接测出断面的流速剖面。该方法具有不扰动流场、历时短、测速范围广、采集数据量大等诸多优点，可以极大程度地减小劳动强度、增加工作效率、提高现代化水平，成为流量测验的首选方式。
3.然而，adcp是一种动态测流装置，在使用时需要将adcp装配在小型测流载体中，再放入水中通过在测流船上拉拽使其随船前行来进行过水测流。在此过程中，载体设计上的稳定性是测流过程中adcp不会产生测量错误的保障。然而，目前用于搭载adcp的测流载体均存在因设计不合理，在使用过程中，特别是在大流量、大风等特殊水流情况下，船体会受横向阻力过大而侧翻，或者大幅度摆动，adcp探头会露出水面，无法测到数据，影响精度。此外，在某些特殊情况下无法使用载体装置，例如水面漂浮物较多，使用测流载体搭载adcp测流时可能会发生碰撞事故，导致设备损坏。
4.所以需要针对上述问题设计一种水文流量测验专用adcp船测装置，用来代替现有的水文监测设备，获得水文流量的准确信息。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对上述不足，提供一种声学多普勒流速剖面仪adcp船测用测管装置，该测管装置由于设置在母船船体中，因此具有很好的稳定性，能够在大流量、大风等特殊水情下依旧能够保持稳定。
6.本发明的技术方案为：
7.一种声学多普勒流速剖面仪adcp船测用测管装置，该装置由垂直贯穿母船船底及舱面的测管外筒和adcp固定调节装置两部分组成；所述测管外筒为一空心圆柱形钢管，其底部与船体底部平齐，将adcp放置于测管外筒中后，所述adcp能够直接与船体底部的水面接触，随船进行移动，对流量进行测算。
8.所述测管外筒中的设置有固定调节装置，该固定调节装置的主体由一根连接管和同心设置的位于连接管顶部的大圆盘和位于其底部的小圆盘以及位于大小圆盘中间的螺旋升降装置构成；所述连接管的底部与小圆盘固接，其顶部与大圆盘可上下滑动连接，大圆盘的边缘处有两个卡扣，用于与测管外筒进行连接固定；所述大小圆盘的中心处设置一个螺旋升降装置，该螺旋升降装置用于调节大小圆盘之间的距离；所述小圆盘的底面上设置有用于固定adcp的l形固定支脚。
9.进一步地，所述螺旋升降装置由位于大圆盘上方的手轮、穿过大圆盘与手轮连接的螺杆、将螺杆与小圆盘实现可转动连接的位于小圆盘上的啮合装置组成。
10.进一步地，两个圆盘的中心位置设置有螺旋升降装置，螺旋升降装置包括位于上方的手轮、与手轮连接的螺杆以及位于下方的与螺杆啮合的啮合装置，所述啮合装置为一个下方开口圆筒，其底部与小圆盘固接，其顶部设置有与螺杆相啮合的螺母。
11.进一步地，所述大圆盘的直径大于测管外筒的内径。
12.进一步地，所述连接管上还设置有用于显示adcp下潜的深度的刻度尺。
13.进一步地，所述小圆盘上设置有4个l形固定支脚，通过这四个固定支脚与adcp上的四个螺栓进行连接固定。
14.进一步地，所述啮合装置与固定支脚的高度之和大于螺杆的位于固定环与啮合装置顶部之间部分的高度。
15.进一步地，由于adcp由固定调节装置固定放入测管外筒之后，adcp测量到的数据需要依靠数据导线进行传递，因此在大圆盘上开设了导线孔，通过导线孔可以将与adcp连接的导线引出连接到外部设备上。
16.本发明的有益效果
17.本发明能够适应不同的水情状况，且在测流过程中均能保证adcp测流的稳定性和测流结果的准确性。使用时，由于此时adcp装置依靠船体作为移动载体，装置处于船体的底部下方，经过一些漂浮物过多等水情复杂的区域时，能够有船体对装置进行保护，且船速可控制为恒定速率，adcp以恒定速率进行测流的结果往往较为精确。
附图说明
18.图1为adcp母船及位于母船中的adcp测管载体示意图。
19.图2为adcp示意图。
20.图3为测管外筒的示意图。
21.图4为固定调节装置的结构示意图。
22.图5为图4的底部仰视图。
23.图6为图4的顶部俯视图。
24.图7为固定调节装置2与adcp连接的结构示意图。
25.图中：1-测管外筒，11-外翻边；2-固定调节装置，21-连接管，22-大圆盘，23-小圆盘,24-固定支脚，25-卡扣；3-螺旋升降装置，30-导线孔，31-手轮，32-螺杆，33-啮合装置，41-堵头螺母，42-固定环。
具体实施方式
26.如图1-图7所示，一种声学多普勒流速剖面仪adcp船测用测管装置，由垂直贯穿母船船底及舱面的测管外筒1和adcp固定调节装置2两部分组成。
27.测管外筒1为筒口内径50cm的空心圆柱形钢管，其顶部有一圈2cm的外翻边，该外翻边用于在测管外筒1整体置于船体内时与船舱表面实现固定连接，测管外筒1的底部11与船体底部平齐，将固定好的adcp放置于测管外筒1中后，adcp能够直接与船体底部的水面接触，随船进行移动，对流量进行测算。
28.放入测管外筒1的adcp装置需要进行固定，确保在测船移动时不会发生松动脱落，而且还需要能够随时对adcp吃水的深浅进行调整，该功能由测管外筒1中的固定调节装置2实现。固定调节装置2的主体由一根连接管21和同心设置的位于连接管21顶部的大圆盘22和位于其底部的小圆盘23以及连接两个大小圆盘的螺旋升降装置3构成。所述连接管21的底部与小圆盘23固接，其顶部与大圆盘22可上下滑动连接，位于其上部的大圆盘22直径略大于测管外筒1的直径，大圆盘22的边缘处有两个卡扣25，用于与测管外筒1进行连接固定。
29.两个圆盘的中心位置则设置一个螺旋升降装置3，螺旋升降装置3包括位于上方的手轮31、与手轮31连接的螺杆32以及位于下方的与螺杆32啮合的啮合装置33，所述啮合装置33为一个下方开口圆筒，其底部与小圆盘23固接，其顶部设置有与螺杆32相啮合的螺母。
30.所述螺杆32的顶端穿过大圆盘22与置于大圆盘上的手轮31进行连接，手轮31通过设置在其上部的堵头螺母41和设置在其下部的固定环42进行竖直方向上的固定，所述固定环42固定在大圆盘22，使得手轮31只可在水平方向上进行转动，不会在竖直方向上进行移动，因此，通过扭转手轮31可以控制螺杆32上升和下降，螺杆32的升降运动将会带动与之相连的底部小圆盘23进行升降，升降的高度通过连接管21上的刻度进行标记。
31.通过对中心的转盘进行旋转操作，可以控制底部固定adcp的小圆盘23的上升和下降高度，螺旋升降装置3便于根据不同的测量需要实时控制adcp下潜的深度，连接管21上增加了刻度，用以调节adcp装置下潜的具体深度。当控制螺旋杆32使啮合装置33上升至最大高度时，整个固定调节装置2在安装上adcp后的总长度略小于测管外筒1的深度，即在不使用adcp的时候能够将其收起于测管外筒1之中，当控制螺旋杆32使啮合装置33下降时，adcp装置开始从测管外筒1中下潜至水中进行作业。
32.另外，adcp最大入水深度宜控制在15cm左右，如此可对adcp吃水深度进行一定的灵活调节，以便获得最优的测流效果和精度。
33.位于底部的小圆盘23上有4个l形固定支脚24，使用时通过这四个固定支脚上的螺栓孔与adcp上的四个螺栓进行连接固定。
34.所述啮合装置33与固定支脚24的高度之和大于螺杆32的位于固定环42与啮合装置33顶部之间部分的高度。
35.由于adcp由固定调节装置2固定放入测管外筒1之后，adcp测量到的数据需要依靠数据导线进行传递，因此在大圆盘22上开设了导线孔30，通过导线孔可以将与adcp连接的导线引出连接到外部设备上。
36.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“底部”、“顶部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。本技术中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本技术的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。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。