[發(fā)明專利]一種用機械結構實現(xiàn)的明渠流量計量的方法

無效

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

技術領域

本發(fā)明涉及一種流量的測量，尤其是一種應用純機械結構的計量系統(tǒng)，用于像水渠這樣的流體流動斷面面積處于變動狀態(tài)的、長期不間斷流量計量的方法。

背景技術

水渠的流量計量是一個古典的計量問題，水渠是水傳送的主要方式之一，也是一種最經(jīng)濟的方式。只要條件可能，像取水、排水時，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，對各種取水、污水排放的計量和監(jiān)控便成為不可缺少的基本事項了。

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

其中t為過水時間，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，正確表達式應為:

Q=∫0TS(t)V(t)dt---(1)]]>

對于封閉管道，即S＝S₀為常數(shù)，使得

Q=S0∫0TV(t)dt---(2)]]>

整個計量方式便大大簡化了，所有水表，還有管道式流量計，其基本工作原理均為(2)。對于像(1)中表達二維變量的流量，目前采用得較多的是燕尾槽式超聲波流量計(以下簡稱燕計)，燕計作為當前明渠流量計量幾乎是唯一的選擇，正在擔當起排放監(jiān)測的歷史重任，但燕計有著一些先天性的缺點，使其在應用中造成了不少問題。其缺點主要有:

①必須帶電計量，一旦斷電必然停止計量，因此必須采用非常手段保證燕計的不間斷供電，而明渠計量如污水計量往往地處環(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，均會造成計量停止。

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

③易受雷電攻擊。由于燕計大多安裝在空曠地，且附近缺乏雷電保護裝置，而燕計作為智能型弱電設備，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，提供一種機械式計量手段，使得明渠流量以機械方式進行計量，從根本上克服上述缺點。

本發(fā)明所采取的技術方案是:通過旋轉葉輪，將水流流速轉換為葉輪旋轉速ω，通過無級變速器，實現(xiàn)將輸入軸轉速ω到輸出軸轉速hω的變換。

利用液位計測出液位h，并通過機械連接，將h值送到無級變速器，以實現(xiàn)由ω到hω轉速變換。

對于矩形明槽計量而言，則是通過無級變速器將輸入軸轉速ω到輸出軸轉速Hω的變換。

根據(jù)本發(fā)明制作的流量計有如下特征:

(1)通過純機械方法實現(xiàn)明渠流量計量，計量過程不用電。

(2)通過無級變速器動態(tài)地實現(xiàn)乘法運算；使輸入軸的轉速ω變?yōu)檩敵龅霓D速Hω，從而實現(xiàn)了過水斷面面積連續(xù)變化的流量計量。

(3)通過浮子式液位計測出的液位高度H，并通過機械連接將其位置信息輸入到無級變速器，使其實現(xiàn)Hω的變速輸出。

與燕計相比較，本發(fā)明的積極效果在于: