一种便携式水体流速、流向及水深测量装置及使用方法与流程

本发明具体涉及一种便携式水体流速、流向及水深测量装置及使用方法。

背景技术：

1、目前，在环境监测领域，流向、流速、水深三个参数是评价河流、湖泊等地表水体的重要水文参数，目前市面上存在很多种流速、流向测量仪和水深测量仪，但总体来看具有以下缺点：功能单一，不能同时满足流向、流速、水深的测量，传统的机械式流速仪和声波探测流速仪使用时需要满足一定的环境条件，且有的体积较大，有的需要提供电源，对于环境监测现场多变的环境以及野外使用具有一定的限制。

2、根据这些监测实际中存在的问题和状况，也有一些专利发明是在机械式或声波探测式流速仪的基础上，对设备的外形、内部构造等进行了一些改造，但针对性不强，实用性不高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种便携式水体流速、流向及水深测量装置及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便携式水体流速测量装置，包括流速测量管，所述流速测量管内设置有流速测量单元，所述流速测量单元包括设置于流速测量管内的第一流速测量传感器和第二流速测量传感器，所述第一流速测量传感器产生动压，所述第二流速测量传感器产生静压，当水流压力作用于第一流速测量传感器和第二流速测量传感器时，压力转变为电流信号，并传输到数据单元模块，所述数据单元模块将模拟量进行模数转换为数字信号显示于显示屏上。

3、优选的，所述流速测量管内开设有通水腔，水流通过管头进入至通水腔内，并分别冲击第一流速测量传感器和第二流速测量传感器，所述数据单元模块设置于通水腔内，并与显示屏电连接，所述显示屏设置于流速测量管外表面。

4、优选的，所述第一流速测量传感器和第二流速测量传感器由压阻式柔性薄膜材料制成，并通过电流导线与数据单元模块电连接。

5、一种便携式水体流速测量装置的使用方法，包括以下步骤，

6、步骤s1：首先将流速测量管投放至水中，水流从管头进入通水腔，水流对第一流速测量传感器产生动压，对第二流速测量传感器产生静压；

7、步骤s2：压力作用于第一流速测量传感器和第二流速测量传感器时，使第一流速测量传感器和第二流速测量传感器发生形变，电阻变小，第一流速测量传感器和第二流速测量传感器自身电流产生变化；

8、步骤s3：数据单元模块单元会对电流差值进行运算，从而得到对应的流速值并显示在显示屏上。

9、一种便携式水体流向测量装置，包括流向测量管，所述流向测量管尾端外侧设置有两个流向舵，两个所述流向舵呈对称设置。

10、一种便携式水体流向测量装置的使用方法，包括以下步骤，

11、步骤s1：将流向测量管放置于水中，并使水流完全浸没流向测量管管体，随着水流冲击流向舵舵面，使流向测量管朝向与水流平行。

12、一种便携式水体水深测量装置，包括水深测量管、水深测试单元、开关电路、配重单元和浮盘，所述浮盘通过固定牵引绳设置于水深测量管头部，所述水深测试单元和开关电路设置于水深测量管内，通过配重单元使水深测量管沉入水底，所述开关电路控制水深测试单元通电后，通过数据单元模块记录电路产生的定深电流值。

13、优选的，所述水深测试单元包括设置于水深测量管内的水深测量传感器，所述水深测量传感器通过开关电路控制启停，且水深测量传感器与数据单元模块电连接。

14、优选的，所述配重单元包括设置于水深测量管尾部的配重块，所述配重块内开设有通水孔，所述通水孔孔壁上设置有防水滑盖，所述配重块远离水深测量管一端通过弹簧连接有锥形头，所述锥形头朝向弹簧一侧设置有顶杆，所述顶杆头部设置有金属面。

15、一种便携式水体水深测量装置的使用方法，包括以下步骤，

16、步骤s1，首先通过浮盘已知水流定深进行测量，让数据单元模块定时记录下水深测量传感器所在电路产生的定深电流值；

17、步骤s2，取下浮盘，使用普通绳子连接固定牵引绳，让水深测量管跟随配重块的牵引自由沉入水底；

18、步骤s3，配重块触底后，锥形头在反作用力作用下，使弹簧收缩，锥形头尾部的顶杆与配重块内的通水孔重合，顶杆插入至通水孔内，并顶开防水滑盖，使顶杆上的金属面与电路触头连接，并形成电流回路产生电流信号触发数据单元模块，记录此时水深测量传感器所在电路产生的水深电流值；

19、步骤s4，对定深电流值以及水深电流值进行差值运算，并将结果折算成水深数据显示。

20、本发明的技术效果和优点：本发明的一种便携式水体流速、流向及水深测量装置及使用方法，1、采用动静压远离，使用压阻式柔性薄膜作为第一流速测量传感器和第二流速测量传感器，通过将压力转变为电流信号，传输到数据单元模块，数据单元模块将模拟量进行模数转换为数字信号，经过加减、比例系数（建立电流与水深及流速的数值关系）计算等简单的运算后显示在显示屏上，即可测量出水体流速；2、通过在水流冲击的流向舵面的作用下，其管体朝向和水流平行，其舵面的朝向即为流向，结构简单，即可得到水体流向；3、先通过浮盘（浮盘内有带刻度的）已知定深进行测量（不带配重块），让数据单元模块定时记录下水深测量传感器所在电路产生的定深电流值，在取下浮盘后，通过锥形头触底，记录水深测量传感器所在电路产生的水深电流值，根据定深及水深两个电流值进行差值运算，并将结果折算成水深数据显示出来，本装置可以满足目前大部分水环境的水体流向、流速、水深测量，同时可以将流速测量管通过连接组成流速测量阵列，进行整个水体断面不同位置的流速测量，本装置具有小巧、操作方便，高可靠性等特点。

技术特征：

1.一种便携式水体流速测量装置，其特征在于，包括流速测量管（1），所述流速测量管（1）内设置有流速测量单元，所述流速测量单元包括设置于流速测量管（1）内的第一流速测量传感器（2）和第二流速测量传感器（3），所述第一流速测量传感器（2）产生动压，所述第二流速测量传感器（3）产生静压，当水流压力作用于第一流速测量传感器（2）和第二流速测量传感器（3）时，压力转变为电流信号，并传输到数据单元模块（4），所述数据单元模块（4）将模拟量进行模数转换为数字信号显示于显示屏（5）上。

2.根据权利要求1所述的一种便携式水体流速测量装置，其特征在于：所述流速测量管（1）内开设有通水腔（6），水流通过管头进入至通水腔（6）内，并分别冲击第一流速测量传感器（2）和第二流速测量传感器（3），所述数据单元模块（4）设置于通水腔（6）内，并与显示屏（5）电连接，所述显示屏（5）设置于流速测量管（1）外表面。

3.根据权利要求2所述的一种便携式水体流速、流向及水深测量装置，其特征在于：所述第一流速测量传感器（2）和第二流速测量传感器（3）由压阻式柔性薄膜材料制成，并通过电流导线（7）与数据单元模块（4）电连接。

4.基于权利要求1-3任一项所述的一种便携式水体流速测量装置的使用方法，其特征在于：包括：

5.一种便携式水体流向测量装置，其特征在于：包括流向测量管（8），所述流向测量管（8）尾端外侧设置有两个流向舵（9），两个所述流向舵（9）呈对称设置。

6.基于权利要求5所述的一种便携式水体流向测量装置的使用方法，其特征在于：包括：

7.一种便携式水体水深测量装置，其特征在于：包括水深测量管（10）、水深测试单元、开关电路（11）、配重单元和浮盘（12），所述浮盘（12）通过固定牵引绳（13）设置于水深测量管（10）头部，所述水深测试单元和开关电路（11）设置于水深测量管（10）内，通过配重单元使水深测量管（10）沉入水底，所述开关电路（11）控制水深测试单元通电后，通过数据单元模块（4）记录电路产生的定深电流值。

8.根据权利要求7所述的一种便携式水体水深测量装置，其特征在于：所述水深测试单元包括设置于水深测量管（10）内的水深测量传感器（14），所述水深测量传感器（14）通过开关电路（11）控制启停，且水深测量传感器（14）与数据单元模块（4）电连接。

9.根据权利要求8所述的一种便携式水体水深测量装置，其特征在于：所述配重单元包括设置于水深测量管（10）尾部的配重块（15），所述配重块（15）内开设有通水孔（16），所述通水孔（16）孔壁上设置有防水滑盖（17），所述配重块（15）远离水深测量管（10）一端通过弹簧（18）连接有锥形头（19），所述锥形头（19）朝向弹簧（18）一侧设置有顶杆（20），所述顶杆（20）头部设置有金属面（21）。

10.基于权利要求7-9任一项所述的一种便携式水体水深测量装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

技术总结
本发明公开了一种便携式水体流速、流向及水深测量装置及使用方法，包括流速测量管，所述流速测量管内设置有流速测量单元，所述流速测量单元包括设置于流速测量管内的第一流速测量传感器和第二流速测量传感器，包括流向测量管，所述流向测量管，所述流向测量管尾端外侧设置有两个流向舵。包括水深测量管、水深测试单元、开关电路、配重单元和浮盘，本装置可以满足目前大部分水环境的水体流向、流速、水深测量，同时可以将流速测量管通过连接组成流速测量阵列，进行整个水体断面不同位置的流速测量，本装置具有小巧、操作方便，高可靠性等特点。

技术研发人员：周欢,彭睿,倪仙珍,蔡紫昊,熊新港
受保护的技术使用者：镇江新区环境监测站有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31