流速流向自動測量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種流速測量儀器，具體涉及一種新型流速流向自動測量儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 流速是矢量參數(shù)，包含大小和方向，其中流向具有非常重要的科研價值和工程意 義：1)水流運(yùn)動規(guī)律研宄，水流結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)是流場，流場必須含有流向，否則無法獲取 水流結(jié)構(gòu)，不利于水流運(yùn)動規(guī)律研宄；2)所有涉河工程建設(shè)，都需要做防洪影響研宄，斷面 流速分布、水流動力軸線和水流頂沖點(diǎn)的變化都依賴于流向分析，因此，流速測量需要同步 測量流速大小和流速方向。
[0003] 常用流速測量儀器有：畢托管、微型旋槳流速儀、熱線熱膜流速儀（Hot Wire/Hot Film Anemometry，HWFA)、超聲波多譜勒流速儀（Acoustic Doppler Velocimetry，ADV)、激 光多譜勒流速儀（Laser Doppler Velocimetry/Anemometry，LDV/LDA)和粒子圖像測速儀 (Particle Image Velocimetry，PIV)。畢托管和旋槳流速儀只能進(jìn)行流速大小測量，無法 測量流速方向。HWFA、ADV、LDV和PIV可同時測量流速大小和流速方向，但價格昂貴，難以 大規(guī)模應(yīng)用。為完成流向測量，目前主要采用機(jī)械流向儀測量，通過人工判斷量角器獲取流 向角度，測量誤差大、自動化程度低、同步性差（模型試驗(yàn)需要測量數(shù)百個流向點(diǎn)，依靠人 工測量，實(shí)時性和同步性差）。
[0004] 因此，有必要發(fā)明具有同步實(shí)現(xiàn)流速大小和方向的測量儀器。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種流速流向自動 測量儀，可以同時測量流速和流向，自動化程度高，成本低。
[0006] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的流速流向自動測量儀，包括固定 臺、中空鋼管、面陣CCD、開閉門、活動銷、固定板和固定基座，所述中空鋼管與固定臺連接， 中空鋼管頂部設(shè)有注劑口，中空鋼管尾部設(shè)有開閉門和水平孔，開閉門與電磁鐵連接，開閉 門通過電磁鐵的作用帶動開閉門上下移動關(guān)閉或打開水平孔。
[0007] 其中，面陣(XD固定連接于中空鋼管，面陣C⑶平面與中空鋼管成直角，并與開閉 門和水平孔位于同一側(cè)，面陣CCD、開閉門和水平孔三者的水平中心線相互平行。
[0008] 所述固定臺與固定基座剛性連接，固定板與固定基座相互平行，并與活動銷形成T 形連接，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)活動銷，帶動固定板靠近或遠(yuǎn)離固定基座，從而調(diào)節(jié)固定板與固定基座 之間的距離。
[0009] 流向測量時，開閉門和水平孔側(cè)應(yīng)位于水流下游。
[0010] 采用本實(shí)用新型的流速流向自動測量儀進(jìn)行測量時，包括以下步驟：
[0011] 1)使固定基座平行于待測流速斷面桿，旋轉(zhuǎn)活動銷，使固定板與待測流速斷面桿 緊密連接；
[0012] 2)控制電磁鐵，排斥開閉門，封閉中空鋼管水平孔；
[0013] 3)從注劑口加入示蹤染料，示蹤染料進(jìn)入中空鋼管；
[0014] 4)控制電磁鐵，吸引開閉門，使中空鋼管水平孔打開，記錄時間為
[0015] 5)示蹤染料從水平孔中流出，跟隨水流運(yùn)動；
[0016] 6)經(jīng)八^時間，控制電磁鐵，排斥開閉門，封閉中空鋼管水平孔；同時，控制面陣 C⑶獲取示蹤染料圖像A，再經(jīng)A t2獲取示蹤染料圖像M 2;
[0017] 7)通過對圖像札和圖像M2處理，獲取示蹤染料運(yùn)動軌跡線頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為 ( Xl，yi)、（x2, y2)，圖像處理示蹤染料圖像A t2運(yùn)動距離為S，則流速大小為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 流速流向自動測量儀，其特征在于：包括固定臺（I)、中空鋼管（5)、面陣CCD (4)、開 閉門⑵、活動銷（10)、固定板（9)和固定基座（8)，所述中空鋼管（5)與固定臺⑴連接， 中空鋼管（5)頂部設(shè)有注劑口（3)，中空鋼管（5)尾部設(shè)有開閉門（7)和水平孔，開閉門（7) 與電磁鐵（6)連接，開閉門（7)通過電磁鐵（6)的作用帶動開閉門（7)上下移動關(guān)閉或打 開水平孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流速流向自動測量儀，其特征在于：面陣CCD (4)固定連接于 中空鋼管（5)，面陣CCD⑷平面與中空鋼管（5)成直角，并與開閉門（7)和水平孔位于同一 偵牝面陣CCD(4)、開閉門（7)和水平孔三者的水平中心線相互平行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流速流向自動測量儀，其特征在于：所述固定臺（1)與固定 基座（8)剛性連接，固定板（9)與固定基座（8)相互平行，并與活動銷（10)形成T形連接， 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)活動銷（10)，帶動固定板（9)靠近或遠(yuǎn)離固定基座（8)，從而調(diào)節(jié)固定板（9)與 固定基座（8)之間的距離。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型流速流向自動測量儀，該測量儀包括固定臺、中空鋼管、面陣CCD、開閉門、活動銷、固定板和固定基座，所述中空鋼管與固定臺連接，中空鋼管頂部設(shè)有注劑口，中空鋼管尾部設(shè)有開閉門，開閉門與電磁鐵連接，面陣CCD固定連接在中空鋼管上，面陣CCD采集圖像傳送到處理器，處理器位于固定臺上，固定臺下方設(shè)有固定板和活動銷。本實(shí)用新型的測量儀結(jié)構(gòu)巧妙、成本低，測量隨機(jī)誤差小、自動化程度高，大幅提高了流速矢量測量精度，簡單易行。
【IPC分類】G01P13-00, G01P5-18
【公開號】CN204302305
【申請?zhí)枴緾N201420623666
【發(fā)明人】唐立模, 符顥, 陳紅, 閆靜, 呂升奇, 孫嬌
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年10月24日