[發(fā)明專利]一種用機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的明渠流量計(jì)量的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710049992.7
• 申請(qǐng)日: 2007-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN101382447A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫小唐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫小唐
• 主分類號(hào): G01F1/704
• 分類號(hào): G01F1/704;G01F1/712
• 代理公司: 廣西南寧明智專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 黎明天

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種流量的測(cè)量，尤其是一種應(yīng)用純機(jī)械結(jié)構(gòu)的計(jì)量系統(tǒng)，用于像水渠這樣的流體流動(dòng)斷面面積處于變動(dòng)狀態(tài)的、長期不間斷流量計(jì)量的方法。

背景技術(shù)

水渠的流量計(jì)量是一個(gè)古典的計(jì)量問題，水渠是水傳送的主要方式之一，也是一種最經(jīng)濟(jì)的方式。只要條件可能，像取水、排水時(shí)，尤其是企業(yè)廢水排放，大多采用明渠排放，在以節(jié)能減排、節(jié)約能源作為長期國策的今天，對(duì)各種取水、污水排放的計(jì)量和監(jiān)控便成為不可缺少的基本事項(xiàng)了。

傳統(tǒng)的明渠流量計(jì)量方法有多種，其中較經(jīng)典的有標(biāo)準(zhǔn)斷面積法，即通過有規(guī)則的過水渠道，測(cè)量出其過水面積S和平均流速V，計(jì)算流量Q，即:Q＝SVt

其中t為過水時(shí)間，在明渠流量中由于S、V均為t的函數(shù)，S＝S(t)，V＝V(t)因此，正確表達(dá)式應(yīng)為:

Q=∫0TS(t)V(t)dt---(1)]]>

對(duì)于封閉管道，即S＝S₀為常數(shù)，使得

Q=S0∫0TV(t)dt---(2)]]>

整個(gè)計(jì)量方式便大大簡化了，所有水表，還有管道式流量計(jì)，其基本工作原理均為(2)。對(duì)于像(1)中表達(dá)二維變量的流量，目前采用得較多的是燕尾槽式超聲波流量計(jì)(以下簡稱燕計(jì))，燕計(jì)作為當(dāng)前明渠流量計(jì)量幾乎是唯一的選擇，正在擔(dān)當(dāng)起排放監(jiān)測(cè)的歷史重任，但燕計(jì)有著一些先天性的缺點(diǎn)，使其在應(yīng)用中造成了不少問題。其缺點(diǎn)主要有:

①必須帶電計(jì)量，一旦斷電必然停止計(jì)量，因此必須采用非常手段保證燕計(jì)的不間斷供電，而明渠計(jì)量如污水計(jì)量往往地處環(huán)境惡劣，供電條件并不好，單純的UPS電源不足以保證供電的連續(xù)性，線路的損壞、接觸不良，均會(huì)造成計(jì)量停止。

②易受外界噪聲干擾。目前由于明渠流量計(jì)量的重點(diǎn)在于企業(yè)的污水排放計(jì)量，而工礦企業(yè)內(nèi)往往存在較嚴(yán)重的噪聲源，由于其噪聲頻譜較復(fù)雜，容易使得超聲波換能器受干擾，使計(jì)量失效。

③易受雷電攻擊。由于燕計(jì)大多安裝在空曠地，且附近缺乏雷電保護(hù)裝置，而燕計(jì)作為智能型弱電設(shè)備，極易受雷電攻擊而損壞。這樣的事例到處發(fā)生，屢見不鮮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種機(jī)械式計(jì)量手段，使得明渠流量以機(jī)械方式進(jìn)行計(jì)量，從根本上克服上述缺點(diǎn)。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:通過旋轉(zhuǎn)葉輪，將水流流速轉(zhuǎn)換為葉輪旋轉(zhuǎn)速ω，通過無級(jí)變速器，實(shí)現(xiàn)將輸入軸轉(zhuǎn)速ω到輸出軸轉(zhuǎn)速hω的變換。

利用液位計(jì)測(cè)出液位h，并通過機(jī)械連接，將h值送到無級(jí)變速器，以實(shí)現(xiàn)由ω到hω轉(zhuǎn)速變換。

對(duì)于矩形明槽計(jì)量而言，則是通過無級(jí)變速器將輸入軸轉(zhuǎn)速ω到輸出軸轉(zhuǎn)速Hω的變換。

根據(jù)本發(fā)明制作的流量計(jì)有如下特征:

(1)通過純機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)明渠流量計(jì)量，計(jì)量過程不用電。

(2)通過無級(jí)變速器動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算；使輸入軸的轉(zhuǎn)速ω變?yōu)檩敵龅霓D(zhuǎn)速Hω，從而實(shí)現(xiàn)了過水?dāng)嗝婷娣e連續(xù)變化的流量計(jì)量。

(3)通過浮子式液位計(jì)測(cè)出的液位高度H，并通過機(jī)械連接將其位置信息輸入到無級(jí)變速器，使其實(shí)現(xiàn)Hω的變速輸出。

與燕計(jì)相比較，本發(fā)明的積極效果在于: