[发明专利]电解质示踪测量薄层水流流速的装置及方法

摘要

本发明公开了一种电解质示踪测量薄层水流流速的装置及方法，该方法包括：将盐溶液注入到电解质脉冲发生器中，电解质脉冲发生器将盐溶液注入到坡面薄层水流中；当盐溶液流经各个感应探针时，感应探针采集盐溶液的电导率随时间变化的信号，并发送该信号至数据采集管理器；数据采集管理器将该信号发送至操作控制计算机系统存储，操作控制计算机系统的数据分析单元根据接收到的电导率随时间变化的信号，按公式(1)或(2)进行数据处理和参数计算，得到水流流速u，并分别生成采集的电导率随时间变化的曲线图与模拟的电导率随时间变化的曲线图，记录并存储流速和曲线图。本发明大大提高了薄层水流流速的测量精度，操作简单，提高了测量效率。

主权项

一种电解质示踪测量薄层水流流速的装置，其特征在于，所述装置放置在产生薄层水流的坡面上，所述装置包括：电解质脉冲发生器，用于向所述薄层水流内注入盐溶液；数个感应探针，以一定间距设置在所述坡面上，用于采集溶液电导率随时间变化的信号，将采集到的信号发送至数据采集管理器；所述数据采集管理器，与所述电解质脉冲发生器和感应探针相连接，用于控制所述电解质脉冲发生器开始向薄层水流内注入溶液，还用于将感应探针发送的信号发送至操作控制计算机系统；所述操作控制计算机系统，与所述数据采集管理器相连接，用于根据接收到的电导率随时间变化的信号，按公式(1)或(2)进行数据处理和参数计算，得到水流流速u； C 1 ( x , t ) = ∫ 0 t C 0 x 2 ( t - τ ) π D H ( t - τ ) exp ( - ( x - u ( t - τ ) ) 2 4 D H ( t - τ ) ) A sin ( 2 πτ B + D ) dτ - - - ( 1 ) C 1 ( x , t ) = ∫ 0 t C 0 x 2 ( t - τ ) π D H ( t - τ ) exp ( - ( x - u ( t - τ ) ) 2 4 D H ( t - τ ) ) Aexp ( - ( τ - D ) 2 2 B 2 ) dτ - - - ( 2 ) 其中C表示归一化的溶液电导率；x表示沿所述坡面的坡长方向的坐标，单位为m；u表示水流流速，单位为m/s；t表示时间，单位为s；DH表示水动力弥散系数，单位为m2/s；A、B、D均为待定参数。