[实用新型]一种水工模型试验流场测量装置

说明书

本实用新型一种水工模型试验流场测量装置，属于水工测量技术领域；所要解决的技术问题是提供了能够自动描述水流流态的一种水工模型试验流场测量装置；解决该技术问题采用的技术方案为：一种水工模型试验流场测量装置，包括测量球、超声波发射模块、超声波接收模块、通信模块、计算机主机和显示模块，测量球为空心球体，内部由一隔板分为两个密闭空间，超声波发射模块设置在其中一个密闭空间内，开口设置在另一个空间的壳体上，壳体上设置有与开口相匹配的密封塞；本实用新型可广泛应用于水工测量领域。

技术领域

本实用新型一种水工模型试验流场测量装置，属于水工测量技术领域。

背景技术

对水工建筑物各种水力学问题的研究，常常需要规划、设计和制造按比例尺缩小的模型。按照模型试验要求，需要在预定的区域或断面上布置测点，设置测量水位、流速、流量、流态、地形的设备，并取得原始测量数据。然后再根据水利学相关公式和规则，得到实际设计工况的过流能力参数。

现有公开号为CN106544983A的专利提出一种水工模型试验水面线及流速测量装置及方法，其利用导轨和设置在可移动导轨上的测量装置，测量实测点的水面线和流速。测量装置利用激光测距仪测量水面线和水深，利用螺旋桨流速仪测量流速。这种方式虽然解决了水工模型试验水面线及流速测量装置的自动化操作，但是无法描述水流的流态。

实用新型内容

本实用新型一种水工模型试验流场测量装置，克服了现有技术存在的不足，提供了能够自动描述水流流态的一种水工模型试验流场测量装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种水工模型试验流场测量装置，包括测量球、超声波发射模块、超声波接收模块、通信模块、计算机主机和显示模块，测量球为空心球体，内部由一隔板分为两个密闭空间， 超声波发射模块设置在其中一个密闭空间内，开口设置在另一个空间的壳体上，壳体上设置有与开口相匹配的密封塞；

超声波接收模块包括三个超声波接收器，三个超声波接收器设置在水工模型的上方的一个平面内，该平面与水工模型的水平面相平行，三个超声波接收器设置不在一条直线上；

超声波发射模块、超声波接收模块分别与通信模块无线相连，通信模块与计算机主机相连，计算机主机与显示模块相连；

测量球用于漂浮在水工模型试验流程的指定水面上，通过开口注入液体改变与水工模型底部的距离；

超声波发射模块用于接收超声波发射开始信号，并在接收到超声波发射开始信号的同时发射超声波；

超声波接收模块用于接收超声波，并在接收到超声波的同时向通信模块发送超声波接收结束信号；

通信模块用于向超声波发射模块传递超声波发射信号，向计算机主机传递接收超声波接收结束信号；

计算机主机用于控制超声波的发射，并计算出超声波发射与接收之间的时间间隔，测量球当前的三维坐标值，流速，流态和水面线；

显示模块用于显示测量球的实时位置和历史运动轨迹。

进一步，所述测量球的直径为2～3厘米。

进一步，所述测量球内设置有电源模块，电源模块为纽扣电池。

进一步，所述通信模块为Zigbee无线传输模块或蓝牙模块的一种。

进一步，还包括温度测量模块，用于测量水工模型上方的大气温度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果为：本实用新型结构简单，操作简单方便，采用了自动测量的方式，减少了人工测量的工作量，测量数据能实时显示在显示屏上，便于工作人员查看和分析。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。