[发明专利]一种悬臂梁应变传感式流速流量测量装置以及应用方法

权利要求书

1.一种悬臂梁应变传感式流速流量测量装置，其特征在于，包括位于管道内部竖直放置的等截面弹性直杆和位于管道外部具有应变测量、流速/流量计算及结果显示功能的计算显示模块，所述弹性直杆上部接近固定端处贴有两组应变片，分别用于弯曲正应力和切应力测量，所述两组应变片均粘贴于弹性直杆上部接近固定端处，其中一组用于正应力测量的两个应变片分别粘贴于弹性直杆迎水面和背水面对等位置，应变片敏感栅沿杆轴线方向；另一组用于切应力测量的两个应变片分别粘贴于弹性直杆侧面中性层位置，应变片敏感栅分别沿与杆轴线呈±45°方向；所述应变片通过导线与计算显示模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂梁应变传感式流速流量测量装置，其特征在于，所述弹性直杆纵轴线垂直于管道顶切面，弹性直杆上端与管道顶部牢固安装形成刚性联结，下端自由且接近管道底部，杆宽面面向来水方向。

3.一种悬臂梁应变传感式流速流量测量装置应用方法，其特征在于，

用以测量管道内水流深度：

其中，ε为第一组应变片所测应变，E为材料弹性模量，a和b分别为矩形截面的长和宽，其中b为与中性轴平行的宽度尺寸，l为杆长，其值接近管道直径，ε′为第二组应变片所测应变，μ为材料泊松比，S_z为静矩，q为水流作用于杆的单位长度动压力，h为水流深度；

用于测量管道内水流流速：

其中，v水流流速，ρ为水流密度；

用于测量管道内水流流量：

Q＝vA

其中，A为水流横截面积，可由水深h和流道形状与尺寸确定。