CN111077337A - 一种水流测速仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水流测速仪，包括信号收发部、与所述信号收发部底部连接的第一立杆、与所述第一立杆下端连接的浮盘、与所述浮盘下端连接的第二立杆及设于所述第二立杆下端的配重块；所述浮盘包括顶盖及底座，所述顶盖及底座可拆卸连接，所述顶盖设有第一立杆连接的第一连接柱，所述底座与所述第二立杆连接的第二连接柱；所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有粗糙接触面，以增加在流水中的阻力；所述配重块的重量可调节，以调整重心的位置。实施本发明，可实时检测水流流速，检测精度高。

Description

一种水流测速仪

技术领域

本发明涉及水文测量技术领域，尤其涉及一种水流测速仪。

背景技术

目前，中小流速时采用旋浆或旋杯式流速仪测量水流流速，流速仪安装于测杆或铅鱼上，放入水中一定水深位置，旋浆或旋杯的转速与水流速度成一定关系，通过测量一定时间间隔内的旋浆或旋杯的转数即可计算出水流的流速；但是这种测流方式只能检测中小流速的水流速度。

大流速时传统采用浮标法测量流速，在水流上下游方向一定距离分别站两个人，上游的人置入水中一个浮标，开始计时，到浮标随水流流到下游的人位置时停止计时，并根据两人的距离计算水流的速度。这种方法即耗人力，测量精度低，还经常出现测量失败的情况，在晚上或光线不好的情况下，还需采用有标志的浮标或在浮标上点火。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水流测速仪，可实时检测极端天气下的水流流速，检测精度高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水流测速仪，包括信号收发部、与所述信号收发部底部连接的第一立杆、与所述第一立杆下端连接的浮盘、与所述浮盘下端连接的第二立杆及设于所述第二立杆下端的配重块；

所述浮盘包括顶盖及底座，所述顶盖及底座可拆卸连接，所述顶盖设有第一立杆连接的第一连接柱，所述底座与所述第二立杆连接的第二连接柱；

所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有粗糙接触面，以增加在流水中的阻力；

所述配重块的重量可调节，以调整重心位置。

作为上述技术方案的改进，所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有螺旋延伸的凸起；或者所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有阵列设置的凸起；或者所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有涂层。

作为上述技术方案的改进，所述顶盖与底座螺纹连接，所述顶盖的外轮廓设有第一弧面，所述底座为倒锥形；所述顶盖与底座之间围成容置腔，所述容置腔内设有电池；

所述顶盖上设有防水按压开关。

作为上述技术方案的改进，所述防水按压开关包括设于所述顶盖上的密封套，所述密封套设有凹槽，所述凹槽内设有外按压开关，所述外按压开关与所述凹槽卡接；

所述容置腔内设有供电电路板，所述供电电路板上设有内按压开关，所述内按压开关与所述外按压开关配合设置。

作为上述技术方案的改进，所述容置腔内还设有用于固定所述电池的可活动卡板组件；

所述可活动卡板组件包括设于所述底座上的第一支撑架，设于所述顶盖上的第二支撑架，以及设于所述第一支撑架及第二支撑架之间的至少两个卡板，所述卡板与所述第一支撑架及第二支撑架卡接。

作为上述技术方案的改进，所述信号收发部包括外壳、北斗或GPS信号芯片、提示灯组件及给所述电池充电的充电模块；

所述供电电路板上连接有供电线及充电线，所述供电线穿过所述第一立杆与所述北斗或GPS信号芯片及提示灯组件连接，所述充电线穿过所述第一立杆连通所述充电模块及电池。

作为上述技术方案的改进，所述充电模块设于所述外壳的底面；

所述充电模块包括安装座、设于所述安装座上的防水USB充电接口及用于密封所述防水USB充电接口的密封罩；所述安装座设有环形的卡槽，所述密封罩设有与所述USB充电接口适配的第一凸起及与所述卡槽适配的第二凸起；

所述卡槽内还设有密封圈。

作为上述技术方案的改进，所述第一立杆及第二立杆内均套设有调节杆；

所述调节杆与所述第一立杆或第二立杆通过锁紧螺母固定；

所述调节杆与所述第一立杆或第二立杆之间设有导向部及密封部。

作为上述技术方案的改进，所述导向部为设于所述调节杆内壁的导向槽及设于所述第一立杆或第二立杆上的导向凸起；

所述密封部为设于所述第一立杆及第二立杆内壁的环形密封槽及设于所述环形密封槽内的密封圈。

作为上述技术方案的改进，所述配重块为球状，所述配重块的所述配重块采用铁、铅、水泥或石块制成。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明的所述信号收发部可通过外部接收端显示实时位置，从而得到运动轨迹以计算对应的流速。所述底座的外壁上设有粗糙接触面，可增加在流水中的阻力，使浮标的移动速度接近水的流速，以提高测速的准确性。通过配重块使重心下移，以使本装置能够始终处于竖立状态，尤其适用于极端天气实用，本装置的可靠性好。

进一步地，本发明通过在所述第一立杆及第二立杆内均套设有调节杆，调整所述调节杆的伸长量以适应使用环境，调节方式简单。

更进一步地，为防止水从所述调节杆及第一立杆及第二立杆的缝隙中进入，所述第一立杆及第二立杆内壁的环形密封槽，所述环形密封槽内设有密封圈，防水性能好。

附图说明

图1是本发明涉及的水流测速仪的主视图；

图2是本发明涉及的浮盘的结构图；

图3是本发明涉及的水流测速仪的轴侧视图；

图4是本发明涉及的调节杆结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1，本发明提供了一种水流测速仪，包括信号收发部1、与所述信号收发部1底部连接的第一立杆2、与所述第一立杆2下端连接的浮盘3、与所述浮盘3下端连接的第二立杆4及设于所述第二立杆4下端的配重块5；

所述浮盘3包括顶盖31及底座32，所述顶盖31及底座32可拆卸连接，所述顶盖31设有第一立杆2连接的第一连接柱311，所述底座32与所述第二立杆4连接的第二连接柱321；

所述底座32的外壁和/或所述第二立杆4的外表面设有粗糙接触面33，以增加在流水中的阻力；

所述配重块5的重量可调节，以调整所述水流测速仪重心的位置。

具体地，所述信号收发部1、第一立杆2、浮盘3、第二立杆4及配重块5依次连接，所述信号收发部1、第一立杆2及浮盘3的顶盖31位于水上，所述底座32、第二立杆4及配重块5位于水下。其中，所述信号收发部1可通过外部接收端显示实时的位置，得到运动轨迹以计算对应的流速。所述底座32的外壁和/或所述第二立杆4的外表面设有粗糙接触面33，以增加在流水中的阻力，使浮标的移动速度接近水的流速，以提高测速的准确性。通过配重块5使重心下移，使重心始终低于水平面，使本装置能够始终处于上部朝上状态，以使所述信号收发部1的信号稳定，提高本装置的可靠性。具体地，所述配重块5设有抽插部51，以改变所述配重块的重量，使其能够在不同密度的水中使用。

本发明中，物体在水中受到自身重力、水对其的浮力、水流对其的推力等。在悬浮状态，物体受到的重力与浮力相等；所述粗糙接触面33的摩擦系数与水对本装置的推力呈正比。通过增大摩擦系数，可增大推力，以增加本装置的灵敏度，提高测速的准确性。且调整摩擦系数值，可使浮标的移动速度与水的流速呈比例关系，便于计量实时的水流速度。当水流速度变化时，本装置回失稳倾斜；由于装置的重心位于水下，会产生一个回复力，所述回复力与装置的运动方向相反。所述摩擦阻力及回复力可使本装置达到动态平衡，本装置不容易倾倒或晃动，从而提高测量的准确性。需要说明的是，由于本装置通过GPS记录实时轨迹，在水流速度过小时，难以准确记录本装置的运行轨迹，从而影响测量的精度。为此，本装置适用于测量的流速大于0.3m/s。此外，根据雷达测测速枪多次测量实时流速与本装置得到的参数计算出的流速进行对比，可得到修正系数K，所述修正系数K可根据流速的范围适配，以修正计算得到的流速。

在本实施例中，所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有螺旋延伸的凸起331；或者所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有阵列设置的凸起(附图中未显示)；或者所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有涂层(附图中未显示)。其中，所述涂层采用陶瓷、碳化钨、镍硌合金等制成。

参见图2，所述顶盖31与所述底座32通过多个连接螺栓34锁紧，以使所述顶盖31与底座32之间密封连接。为提高二者连接的密封性，所述顶盖31与底座32的连接端面还可设置密封垫(附图中未显示)，以提高其防水性能。所述顶盖31的外轮廓设有第一弧面312；所述第一弧面312为圆弧面，所述第一弧面312可降低顶盖31受到的风阻力，提高测速的精准度。所述底座32的外壁为倒锥形，以降低水对本装置的阻力。所述顶盖31与所述底座32之间设有容置腔38，所述容置腔38内设有电池36。所述顶盖31上设有防水按压开关35。在所述容置腔38内设置电池36，用户可根据用户需求装配多种容量规格的电池36，适应不同的续航要求；同时将电池设于所述浮盘3中也有利于本装置的整体重心下移。

所述防水按压开关35可防止水进入本装置的内部，避免出现短路等情况。所述防水按压开关35包括设于所述顶盖31上的密封套351，所述密封套351设有凹槽352，所述凹槽352内设有外按压开关353，所述外按压开关353与所述凹槽352卡接；所述容置腔38内还设有供电电路板354，所述供电电路板354上设有内按压开关355，所述内按压开关355与所述外按压开关353配合设置。具体地，所述密封套采用热塑性材料制成。所述顶盖32设有用于安装所述密封套上的安装孔(附图中未显示)或安装柱322，所述密封套351与安装孔粘接或者所述密封套与所述安装柱322套接。所述密封套351内设有所述凹槽352，以将所述外按压开关353卡接。按压所述外按压开关353时，所述密封套351会发生形变以使所述外按压开关353与内按压开关355接触，以打开或关闭所述内按压开关355。所述内按压开关355可控制所述供电电路板354的电路通断。

为防止电池36在所述容置腔38内晃动，所述容置腔38内还设有用于固定所述电池36的可活动卡板组件37。所述可活动卡板组件37可适用于多种尺寸大小电池36的安装。其中，所述可活动卡板组件37包括设于所述底座32上的第一支撑架371，设于所述顶盖31上的第二支撑架372，以及设于所述第一支撑架371及第二支撑架372之间的至少两个卡板373，所述第一支撑架371、第二支撑架372及卡板373之间形成第一容置腔374，所述第一容置腔374内设有所述电池36。所述卡板373设有卡接头，所述卡接头具有一定的弹性，以将所述卡板373与所述第一支撑架371及第二支撑架372卡接。

所述信号收发部1包括外壳11、设于外壳11内的北斗或GPS信号芯片、提示灯组件12及给所述电池36充电的充电模块13。所述供电电路板354上连接有供电线356及充电线357，所述供电线356穿过所述第一立杆2与所述北斗或GPS信号芯片及提示灯组件12连接，所述充电线357穿过所述第一立杆2将所述充电模块13及电池36连通。

所述过北斗或GPS信号芯片可接受位置坐标信息，并将信息发送给终端。

为便于显示本装置的工作状态及便于在夜晚观测本装置的位置，所述外壳11上设有提示灯组件12。其中所述提示灯组件12包括第一提示灯121及第二提示灯122，所述第一提示灯121及第二提示灯122可显示本装置的工作状态。如按下所述防水按压开关35，所述第一提示灯121及第二提示灯122会同时亮一下，代表供电电路板354正常工作。然后第一提示灯121的红色指示灯会闪烁，代表正在定位查找GPS位置信息。当找到了GPS位置信息后，所述第一提示灯121会常亮，此刻代表本装置定位正常，设备正常工作。此外，所述提示灯组件12还可用于在夜晚对本装置进行搜寻。

参见图3，所述充电模块13设于所述外壳11的底面；所述充电模块13包括安装座131、设于所述安装座131上的防水USB充电接口132及用于密封所述防水USB充电接口的密封罩(附图中未显示)；所述安装座131设有环形的卡槽134，所述密封罩(附图中未显示)设有与所述USB充电接口132适配的第一凸起及与所述卡槽134适配的第二凸起；所述卡槽134内还设有密封圈135。通过所述第一凸起与所述卡槽134对接及设于所述卡槽134内的密封圈135，可实现安装座131与密封罩(附图中未显示)之间的防水，防止所述防水USB充电接口132被雨水及河水等侵蚀，造成腐蚀等情况，提高所述防水USB充电接口的使用寿命。

此外，为便于悬挂在无人机等装置上，所述外壳11上设有多个连接孔14，所述连接孔14用于绑绳或挂钩。

需要说明的是，使用本装置时，需要根据现场的环境确定第一立杆2及第二立杆4的长度。作为本发明的一种实施例，可搭配多根不同长度规格的第一立杆2及第二立杆4。

参见图4，作为本发明的另一种实施例，所述第一立杆2及第二立杆4内均套设有调节杆6；所述调节杆6与所述第一立杆2或第二立杆4通过锁紧螺母7固定。具体可通过调整所述调节杆6的伸长长度以调节本装置的整体长度。所述锁紧螺母7套设在所述调节杆6上，所述第一立杆2及第二立杆4的外壁设有与所述锁紧螺母7相适配的外螺纹。所述第一立杆2或第二立杆4位于对应调节杆6的上部。

为提高调节杆6与第一立杆2及第二立杆4滑动时的可靠性，所述调节杆6与所述第一立杆2或第二立杆4之间设有导向部8。

具体地，所述导向部8为设于所述调节杆6内壁的导向槽81及设于所述第一立杆2或第二立杆4上的导向凸起82。通过所述导向凸起82与导向槽81的配合设置。所述导向凸起82的底面距离对应的第一立杆2或第二立杆4的下端面上方的10-15mm处。所述导向槽81的顶面与所述调节杆6上端面的距离为8-10mm。

进一步地，为防止水从所述调节杆6及第一立杆2或第二立杆4之间的缝隙进入，所述调节杆6与所述第一立杆2或第二立杆4之间设有密封部9，所述密封部9能够阻隔水的进入。

具体地，所述密封部9为设于所述第一立杆2及第二立杆4内壁的环形密封槽91及设于所述环形密封槽91内的密封圈92。所述环形密封槽91设于距离所述第一立杆2及第二立杆4下端面5-8mm高处，以使所述环形密封槽91与所述导向凸起82不干涉。进一步地，所述第一立杆2或第二立杆4与底座32与调节杆6连接的端面处还可设置密封垫93，以进一步提高其防水性能。

此外，本装置的所述配重块5为球状，所述配重块5采用铁、铅、水泥或石块等制成，所述配重块5与所述第二立杆4螺纹连接。

需要说明的是，本装置可配合后台***使用，以计算洪峰暴雨时期河流的流速及流量。具体地，根据在***的后台实时检测的本装置的运动轨迹，计算出实时流速，并根据***中记录的河流截面信息，可计算出河道的流量，确定应急处理措施。在日常，可以用来测试和收集不同水位的水流数据信息，结合河道的截面进行分析和统计河道流量，确定水流速度的修正偏差系数，结合修正偏差系数更好的进行河道实际流速的测量。此外，还可在***中设置位置提醒功能，以便于本装置到达相应位置后，工作人员可以回收本装置。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水流测速仪，其特征在于，包括信号收发部、与所述信号收发部底部连接的第一立杆、与所述第一立杆下端连接的浮盘、与所述浮盘下端连接的第二立杆及设于所述第二立杆下端的配重块；

所述浮盘包括顶盖及底座，所述顶盖及底座可拆卸连接，所述顶盖设有第一立杆连接的第一连接柱，所述底座与所述第二立杆连接的第二连接柱；

所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有粗糙接触面，以增加在流水中的阻力；

所述配重块的重量可调节，以调整重心的位置。

2.如权利要求1所述的水流测速仪，其特征在于，所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有螺旋延伸的凸起；或者所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有阵列设置的凸起；或者所述底座的外壁和/或所述第二立杆的外表面设有涂层。

3.如权利要求1所述的水流测速仪，其特征在于，所述顶盖与底座螺纹连接，所述顶盖的外轮廓设有第一弧面，所述底座为倒锥形；所述顶盖与底座之间围成容置腔，所述容置腔内设有电池；

所述顶盖上设有防水按压开关。

4.如权利要求3所述的水流测速仪，其特征在于，所述防水按压开关包括设于所述顶盖上的密封套，所述密封套设有凹槽，所述凹槽内设有外按压开关，所述外按压开关与所述凹槽卡接；

所述容置腔内设有供电电路板，所述供电电路板上设有内按压开关，所述内按压开关与所述外按压开关配合设置。

5.如权利要求4所述的水流测速仪，其特征在于，所述容置腔内还设有用于固定所述电池的可活动卡板组件；

所述可活动卡板组件包括设于所述底座上的第一支撑架，设于所述顶盖上的第二支撑架，以及设于所述第一支撑架及第二支撑架之间的至少两个卡板，所述卡板与所述第一支撑架及第二支撑架卡接。

6.如权利要求4所述的水流测速仪，其特征在于，所述信号收发部包括外壳、北斗或GPS信号芯片、提示灯组件及给所述电池充电的充电模块；

所述供电电路板上连接有供电线及充电线，所述供电线穿过所述第一立杆与所述北斗或GPS信号芯片及提示灯组件连接，所述充电线穿过所述第一立杆连通所述充电模块及电池。

7.如权利要求6所述的水流测速仪，其特征在于，所述充电模块设于所述外壳的底面；

所述充电模块包括安装座、设于所述安装座上的防水USB充电接口及用于密封所述防水USB充电接口的密封罩；所述安装座设有环形的卡槽，所述密封罩设有与所述USB充电接口适配的第一凸起及与所述卡槽适配的第二凸起；

所述卡槽内还设有密封圈。

8.如权利要求1所述的水流测速仪，其特征在于，所述第一立杆及第二立杆内均套设有调节杆；

所述调节杆与所述第一立杆或第二立杆通过锁紧螺母固定；

所述调节杆与所述第一立杆或第二立杆之间设有导向部及密封部。

9.如权利要求8所述的水流测速仪，其特征在于，所述导向部为设于所述调节杆内壁的导向槽及设于所述第一立杆或第二立杆上的导向凸起；

所述密封部为设于所述第一立杆及第二立杆内壁的环形密封槽及设于所述环形密封槽内的密封圈。

10.如权利要求1所述的水流测速仪，其特征在于，所述配重块为球状，所述配重块的所述配重块采用铁、铅、水泥或石块制成。

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