[实用新型]一种基于超声波时差法的明渠测流装置

说明书

本实用新型提供一种基于超声波时差法的明渠测流装置，涉及渠道流量监测技术领域，旨在解决现有技术中明渠流量测量装置随明渠形制和传感器安装位置改变影响测量结果的技术问题。本实用新型包括测流时放置在渠道中的长度沿水流方向延伸的呈矩形桶状的装置本体，装置本体上具有流体进口和流体出口，装置本体内在左右方向上间隔设有两个超声波换能器且两个超声波换能器在水流方向上错位布置，两个超声波换能器分别独立连接一个在上下方向上调节其高度的高度调节机构，装置本体内还设有用于检测水位高度的液位传感器，第一超声波换能器、第二超声波换能器、液位传感器分别与控制器采样连接，控制器与供电装置电连接。

技术领域

本实用新型涉及渠道流量监测技术领域，具体涉及一种基于超声波时差法的明渠测流装置。

背景技术

农业发展与灌溉息息相关，农业灌溉是用水大户，目前我国水资源匮乏，总体用水效率不高。明渠灌溉用水的精确计量和实时监控是节水灌溉的重要一环，通过对流量数据自动监控、整理和分析，可优化水资源的调配和利用，同时配合水价改革实行阶梯水价，将灌溉和水价改革结合，从而达到节水、提高用水效率的目的。

公开号为CN109798944A、公开日为20190524的一篇专利文献公开了一种基于微机械压电超声波换能器的流量计及渡越时间测量装置，在待测管道径向斜对侧安装有相互独立的超声波发射与接收模块，且两个模块由待测流体隔开；所述的超声波发射模块和超声波接收模块均采用微机械压电超声波换能器阵列模块；所述微机械压电超声波换能器阵列模块底部为基底层，基底层上设有换能器单元，换能器单元由底电极、压电层和上电极逐层叠加而成，底电极和上电极分别通过连接线与不同的接线端相连，此发明通过布置在管道径向斜对方向的两块独立的微机械压电超声波换能器阵列先后沿着流体的顺流方向和逆流方向分别互相发射与接收超声波脉冲，测量超声波顺逆流传播的渡越时间，用于计算流体流速和流量。

灌区现行的流量测量方法主要分为建筑物测流法和流速面积法两种。前者需要专门修筑堰、槽等标准量水建筑物，安装使用复杂，且测量精度低。传统流速面积法需根据明渠现场的具体情况来确定过流断面面积，需将超声波换能器安装在特定渠段以保证测量精度，随明渠形制及超声波换能器安装位置的改变，测量装置测量的水层流速也改变，会对测量结果造成很大影响，给安装调试和使用带来了较大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于超声波时差法的明渠测流装置，旨在解决现有技术中明渠流量测量装置随明渠形制和传感器安装位置改变影响测量结果的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：所述基于超声波时差法的明渠测流装置，包括测流时放置在渠道中的长度沿水流方向延伸的呈矩形桶状的装置本体，装置本体上具有流体进口和流体出口，所述装置本体内在左右方向上间隔设有两个超声波换能器且两个超声波换能器在水流方向上错位布置，所述两个超声波换能器分别独立连接一个在上下方向上调节其高度的高度调节机构，所述装置本体内还设有用于检测水位高度的液位传感器，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器、液位传感器分别与控制器采样连接，所述控制器与供电装置电连接。

进一步地，所述高度调节机构包括与第一超声波换能器连接的第一高度调节机构和与第二超声波换能器连接的第二高度调节机构，所述第一高度调节机构和第二高度调节机构均为丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠和螺母，所述丝杠的上端与装置本体的顶壁转动连接，丝杠的下端通过联轴器与防水电机的输出轴传动连接，所述防水电机固连在装置本体的底壁上，所述防水电机与供电装置电连接。

进一步地，所述第一高度调节机构的丝杠和第二高度调节的丝杠的连线与装置本体的长度方向呈45°夹角。

进一步地，所述防水电机为防水步进电机。

进一步地，所述液位传感器为压阻式液位传感器，所述压阻式液位传感器设置在装置本体的底壁上。