[发明专利]一种流速垂线分布测量装置

说明书

本发明提供一种流速垂线分布测量装置，包括支架组件和流速测量杆，流速测量杆包括杆体和多个流速测量控制电路；流速测量控制电路包括电磁铁控制电路和流速显示电路；电磁铁控制电路包括挡水板、弹簧线圈和铁芯，铁芯固定设置，弹簧线圈绕设在铁芯上；流速显示电路包括永久磁铁、弹簧、滑动变阻器和电流表，当挡水板受到水流冲击时，挡水板将压缩弹簧线圈使弹簧线圈和铁芯组成的电磁铁产生的磁力增大，继而推动永久磁铁压缩弹簧使滑动变阻器的接入电阻减小，对应支路的电流增大；由于流速测量杆上各个位置的流速不同，因而各个支路所连电流表的读数不同，便将垂向各位置的流速以电信号的形式输出，从而可根据电流与流速的关系推算出泥沙起动流速。

技术领域

本发明涉及流速测量技术领域，具体涉及一种流速垂线分布测量装置。

背景技术

流速垂线分布在水利工程中有许多用途。例如：泥沙起动条件一般就用垂线平均流速来表示，称为起动流速。为了求得垂线平均流速，必须知道流速的垂线分布情况。常规流速测量装置大多在一定时刻只能测量某一点或某一微小水柱的流速，这类流速测量装置属于“点式”型，这是无法求得该时刻垂线平均流速的；如采用沿垂线同时布置多台“点式”型装置的做法来测量流速垂线分布，其测量结果又常常会因多台测量装置对水流的扰动太大或装置间的相互干扰而导致测量结果不准确；另外，测量装置台数多，其购置成本将增大，其实际测量中的装置布置、安装也会变得困难。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种流速垂线分布测量装置包括支架组件和流速测量杆，支架组件用于支撑流速测量杆，流速测量杆包括杆体和多个流速测量控制电路，杆体上沿长度方向布设有若干空腔，若干空腔的开口朝向相同，每一个空腔内都安装有一个流速测量控制电路，流速测量控制电路包括电磁铁控制电路和流速显示电路，电磁铁控制电路包括挡水板、弹簧线圈和铁芯，铁芯固定设置，弹簧线圈绕设在铁芯上，弹簧线圈的一端固定、另一端连接挡水板，挡水板布设在空腔的开口处，弹簧线圈导通外部电源，流速显示电路包括永久磁铁、弹簧、滑动变阻器和电流表；滑动变阻器与电流表串联，并和外部电源导通；永久磁铁滑动布设在空腔内，永久磁铁的磁极与弹簧线圈的磁极相对设置，弹簧的一端连接永久磁铁，弹簧的另一端连接空腔的内壁，滑动变阻器的滑片与永久磁铁固定连接。

可选的，杆体上还形成有若干吸排水孔道，每一个空腔都一一对应地连通一个吸排水孔道，空腔通过吸排水孔道与外部连通。

可选的，多个电磁铁控制电路并联设置。

可选的，多个流速显示电路并联设置。

可选的，支架组件包括悬梁、活动平台、支架和活动套筒，悬梁水平布设，活动平台滑动安装在悬梁上，支架固定安装在活动平台上，活动套筒固定安装在支架上，流速测量杆插设在活动套筒内。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

当挡水板受到水流冲击时，挡水板将压缩弹簧线圈；弹簧线圈被压缩后，环绕于铁芯的通电线圈线密度将增大，即沿铁芯纵向单位长度的通电线圈数目增大，这将使弹簧线圈和铁芯组成的电磁铁产生的磁力增大。由于电磁铁的磁极方向和永久磁铁的磁极方向正好相对，因同极相斥，电磁铁产生的磁力将推动永久磁铁压缩弹簧，在此过程中，由于滑动变阻器的滑片与永久磁铁固定连接，滑片也随之移动，使滑动变阻器的接入电阻减小，电流表读数增大；由于流速测量杆上各个位置的流速不同，因而流速测量杆上各个挡水板受到的水流冲击力不同，这使得各个电磁铁产生的磁力不同，继而各个永久磁铁受到的斥力不同、各个弹簧的压缩程度不同、各个滑动变阻器的接入电阻不同，进而各个电流表的读数不同，如此便将垂向各位置的流速以电信号的形式输出，从而可根据电流与流速的关系推算出泥沙起动流速。

附图说明

图1为本发明提供的泥沙起动流速测量装置的俯视图；

图2为本发明提供的泥沙起动感应部件的结构示意图；

图3为本发明提供的流速垂线分布测量装置的结构示意图；