基于多普勒频移的明渠流量测量装置

本技术属于流量计量设备，涉及基于多普勒频移的明渠流量测量装置。

背景技术：

1、近年来，随着我国水利建设快速发展，明渠流量计监测系统由于其适用于水库、河流、水利工程、城市供水、污水处理、农田灌溉、水政水资源等矩形、梯形明渠及涵洞的流量测量，应用甚广。

2、按照测量原理的不同，渠系流量计量分为堰槽流量计、电磁流量计、超声流量计、涡街流量计、容积流量计、差压流量计等，按照渠道类型又可以分为明渠流量计和管道流量计。明渠流量计主要应用于农田灌溉排水渠，现有的农田灌溉排水渠系流量计量方式存在如下主要问题：测量结果受水中漂浮物、气泡和水位大幅度变化；未考虑到大颗粒石子或石块若沉积在测量底板会使得水位变高，从而影响测量精度。总的来说，传统的农田灌溉排水渠系流量计量方式及设备有待改进，以提升测量精度和准确性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供基于多普勒频移的明渠流量测量装置，避免了水中漂浮物等杂物影响，实现了排水渠系中水与水中固体颗粒反射超声波的频率变化的测量，该频率变化可用于计算排水渠系的水流量。

2、本实用新型所采用的技术方案是，基于多普勒频移的明渠流量测量装置，包括巴氏槽，巴氏槽由中部分别向两端方向宽度增大，巴氏槽一端端口设置有过滤组件，过滤组件包括由巴氏槽端口向巴氏槽中方向依次设置的两个或两个以上过滤板，巴氏槽上方设置有收发超声波信号一体化的超声波传感器探头。

3、本实用新型的特点还在于，

4、巴氏槽包括槽底板，槽底板上对称固定有两槽侧板，槽侧板与槽底板通过螺钉相互垂直固定，两槽侧板之间的距离由中部分别向两端方向宽增大。

5、槽侧板由三块槽侧板依次连接，相邻两槽侧板端部通过轴铰接。

6、巴氏槽的槽侧板中部上固定有槽身延长架，槽身延长架包括分别固定在两槽侧板顶端的宽度固定梁，宽度固定梁上沿其长度方向均匀开设有多个螺栓孔，两宽度固定梁上下对应设置。

7、两槽侧板上固定有探头支架，探头支架上开设有螺栓移动长槽，探头支架上通过连接螺栓、螺母固定有探头固定板，连接螺栓位于螺栓移动长槽中，超声波传感器探头固定于探头固定板上。

8、过滤板设置有两个，包括平行设置的过滤板a和过滤板b，过滤板a和过滤板b均与巴氏槽的槽底板垂直，过滤板a位于巴氏槽一端端口，过滤板b位于巴氏槽内，过滤板a上的过滤孔孔径大于过滤板b上的过滤孔孔径。

9、巴氏槽两槽侧板均设置有过滤板一端的端头设置有过滤板夹，过滤板夹将过滤板a一端、过滤板b一端以及槽侧板端头夹持固定

10、本实用新型的有益效果是：

11、本实用新型基于多普勒频移的明渠流量测量装置，对水流产生阻力小、结构简单、体积小，使用方便，用于测量排水渠系中水与水中固体颗粒反射超声波的频率变化即多普勒频移，测量时能够有效避免水中漂浮物、气泡和水位大幅度变化对测量结果带来的影响，同时由于非接触式测量避免了被测流体温度、压力、黏度、密度等因素的影响，测量精度高，保证了多普勒频移测量的准确性，测量结果可用于准确计算排水渠系的水流流量。

技术特征：

1.基于多普勒频移的明渠流量测量装置，其特征在于，包括巴氏槽，所述巴氏槽由中部分别向两端方向宽度增大，所述巴氏槽一端端口设置有过滤组件，所述过滤组件包括由巴氏槽端口向巴氏槽中方向依次设置的两个或两个以上过滤板，所述巴氏槽上方设置有收发超声波信号一体化的超声波传感器探头(107)。

2.根据权利要求1所述的基于多普勒频移的明渠流量测量装置，其特征在于，所述巴氏槽包括槽底板(101)，所述槽底板(101)上对称固定有两槽侧板(105)，所述槽侧板(105)与槽底板(101)通过螺钉相互垂直固定，两所述槽侧板(105)之间的距离由中部分别向两端方向宽增大。

3.根据权利要求2所述的基于多普勒频移的明渠流量测量装置，其特征在于，所述槽侧板(105)由三块槽侧板依次连接，相邻两所述槽侧板(105)端部通过轴铰接。

4.根据权利要求2所述的基于多普勒频移的明渠流量测量装置，其特征在于，所述巴氏槽的槽侧板中部上固定有槽身延长架(108)，所述槽身延长架(108)包括分别固定在两槽侧板(105)顶端的宽度固定梁，所述宽度固定梁上沿其长度方向均匀开设有多个螺栓孔，两所述宽度固定梁上下对应设置。

5.根据权利要求2所述的基于多普勒频移的明渠流量测量装置，其特征在于，所述两槽侧板(105)上固定有探头支架(106)，所述探头支架(106)上开设有螺栓移动长槽，所述探头支架(106)上通过连接螺栓(110)、螺母固定有探头固定板(109)，所述连接螺栓(110)位于螺栓移动长槽中，所述超声波传感器探头(107)固定于探头固定板(109)上。

6.根据权利要求2所述的基于多普勒频移的明渠流量测量装置，其特征在于，所述过滤板设置有两个，包括平行设置的过滤板a(103)和过滤板b(104)，过滤板a(103)和过滤板b(104)均与巴氏槽的槽底板(101)垂直，所述过滤板a(103)位于巴氏槽一端端口，所述过滤板b(104)位于巴氏槽内，所述过滤板a(103)上的过滤孔孔径大于过滤板b(104)上的过滤孔孔径。

7.根据权利要求6所述的基于多普勒频移的明渠流量测量装置，其特征在于，所述巴氏槽两槽侧板(105)均设置有过滤板一端的端头设置有过滤板夹(102)，所述过滤板夹(102)将过滤板a(103)一端、过滤板b(104)一端以及槽侧板(105)端头夹持固定。

技术总结
本技术公开了基于多普勒频移的明渠流量测量装置，包括巴氏槽，巴氏槽由中部分别向两端方向宽度增大，巴氏槽一端端口设置有过滤组件，过滤组件包括由巴氏槽端口向巴氏槽中方向依次设置的两个或两个以上过滤板，巴氏槽上方设置有收发超声波信号一体化的超声波传感器探头，本技术对水流产生阻力小、结构简单、体积小，使用方便，用于测量排水渠系中水与水中固体颗粒反射超声波的频率变化即多普勒频移，测量精度高，保证了多普勒频移测量的准确性，测量结果可用于准确计算排水渠系的水流流量。

技术研发人员：杨柳,李国发,王永东,李岩,尹立佐,王莹
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：20221121
技术公布日：2024/1/12