[实用新型]三维自动寻找水流方向的河渠水流流速测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液体流速测量仪器，尤其是指一种三维自动寻找水流方向的水速测量仪。

背景技术

河渠水流流速测量是水利、厂矿、环保监测、水文地质调查、农业等部门对环境进行监控管理的重要测试内容。现有的与河水接触式水流流速测量仪，按照水流速传感器的不同有螺旋桨式和旋杯式等，但主流的还是螺旋桨式。螺旋桨式流速传感器的物理原理是：水推动螺旋桨叶片转动，螺旋桨叶片转动通过连接机构驱动转子转动，带动转子上的两个磁钢转动，当磁钢转到靠近干簧管时，干簧管导通，输出一个开关信号。螺旋桨转动一圈，可输出两个开关信号。水流速越快，螺旋桨叶片转动也就越快，干簧管输出的开关信号频率就越高。干簧管输出的开关信号送到流速测算仪进行信号处理，就可以显示水的流速了。流速传感器最前端是螺旋桨，中间是机壳和转子等，后端是尾翼或尾锥。尾翼或尾锥的作用是自动维持流速传感器与水流方向平行（或相同）。流速传感器是安装在支撑机构上的，支撑机构有适合浅水水流速测量的立杆式（或称测杆式），深水测量的钢丝绳悬吊安装再加铅鱼配重式等。但是现有技术中的各种与河水接触式水流流速测量仪中的流速传感器，只有水平方向自动寻找水流方向功能，没有垂直方向自动寻找水流方向功能，流速传感器在竖向上难以保证时时与水流方向平行，这使得水流推动流速传感器前端的螺旋桨旋转的力减小，降低了水流流速测量的测量精度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种三维自动寻找水流方向的河渠水流流速测量仪，它可自动与河渠中水流方向保持一致，并且结构简单、成本低，易于制造和使用。

为了实现上述目的，本实用新型把流速传感器8通过导线9与流速测算系统10电连接，竖向转轴7穿过流速传感器8上的转孔并留有活动间隙，转环6安装在竖向转轴7上，竖向转轴7安装在第二框架2上，横向转轴3穿过第一框架1及第二框架2的侧边框，横向转轴3与第二框架2上的侧边转孔之间留有可转动的间隙，第一框架1安装在支撑机构上。

为了便于观察河渠水中流速传感器8的情况，避免船只等碰触流速传感器8等相关部件，还把第一框架1的上边框与标杆13安装在一起。标杆13上端带有醒目装置。

为了减小流速传感器8与竖向转轴上7之间及第二框架2与横向转轴3之间的转动阻力并且延长导线9在相应区段导线的使用寿命，导线9在第一框架1和第二框架2之间及传感器8附近区域的导线为多股导线拧成股后再绕成螺旋状的弹簧结构。

由于本实用新型把流速传感器8安装在了由竖向转轴7、横向转轴3、第一框架1、第二框架2等组成的三维横向纵向都可转动的机构上，因此，流速传感器8可在河水中自动与水流方向保持一致（或称平行），这就避免了由于各种原因引起的流速传感器8的方向与水流方向不一致带来的测量误差。本实用新型的结构简单实用、成本低、可靠性好。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的结构示意图。

具体实施方式

在图1中，流速传感器8（更确切地说是流速传感器8上的干簧管）通过导线9与流速测算系统10电连接。竖向转轴7穿过流速传感器8上的转孔并留有活动间隙。转环6安装在竖向转轴7上。竖向转轴7安装在第二框架2上，其安装方式用螺丝或插接式固定。横向转轴3穿过第一框架1及第二框架2的侧边框（两边是对称的）。横向转轴3的直径比第二框架2上的侧边转孔直径略小，以保证第二框架2可以在横向转轴3上自由转动。横向转轴3与左螺母4拧紧，就把横向转轴3固定在了第一框架1的侧边框上了；右螺母5拧紧在横向转轴3的末端（用两个螺母相互拧紧，以方松脱）。当横向转轴3的外端为带螺纹的结构时，可去掉左螺母4及右螺母5，此时要在第一框架1上攻上丝扣，只要把横向转轴3拧紧在第一框架1上就可。托环6用螺丝与竖向转轴7相互固定，为了使得流速传感器8在水平方向与水流方向一致的灵敏度高、转动摩擦力小，转环6可采用轴承结构。转环6可安装到流速传感器8的下部，如果转环6采用滚珠轴承结构的，可直接把轴承的外圈与流速传感器8固定，轴承的内圈固定在竖向转轴7上。由于流速传感器8的前端在水中的横向及竖向摆动角度不会超过180度，因此第一框架1和第二框架2的横向及竖向尺寸不必太大，只要留出流速传感器8及第二框架2的摆动余地就行（图1及图2画的较大，为的是使得图更清晰）。

安装使用时，把第一框架1安装在起支撑作用的立杆14上，立杆14插入河底的河床上固定好，标杆13的上端露出水面作为醒目装置。立杆14为支撑机构的一种。