[發明專利]一種水力模型泡漩或漩渦流測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 201210192207.4
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102735421A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 吳新生;廖小永;范北林;林木松;馮源;劉同宦;陳錦;王黎
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種水力模型泡漩或漩渦流測量系統，其特征在于：包括多個泡漩水傳感器(1)、與各個漩水傳感器(1)對應連接的信號處理電路(2)、A/D轉換卡(3)、計算機(4)、多個CCD攝像機(5)、圖像采集卡(6)，每一信號處理電路(2)通過A/D轉換卡(3)與計算機(4)連接，每一CCD攝像機(5)通過圖像采集卡(6)與計算機(4)連接，所述泡漩水傳感器(1)的波高傳感元件采用阻抗變換器(14)，測量時放置于水流中一定深度；所述CCD攝像機(5)布置在河道水流上方。

2.如權利要求1所述的水力模型泡漩或漩渦流測量系統，其特征在于：所述泡漩水傳感器(1)包括依次連接的多諧振蕩器(11)、功率放大器(12)、耦合變壓器(13)、阻抗變換器(14)，所述信號處理電路(2)包括依次連接的水溫/水質補償平衡電路(22)、差動電路(21)、相敏檢波器(23)、光電隔離模塊(24)，其中耦合變壓器(13)的兩個次級繞組分別水溫/水質補償平衡電路(22)和阻抗變換器(14)連接，水溫/水質補償平衡電路(22)和阻抗變換器(14)的輸出端分別與差動電路(21)的兩個輸入端連接。

3.一種用于權利要求1所述水力模型泡漩或漩渦流測量系統的測量方法，通過計算機(4)中安裝的系統測控軟件來實現，包括如下步驟：

步驟一、將各泡漩水傳感器(1)在模型CAD平面布置圖上的X/Y坐標輸入計算機(4)；

步驟二、啟動計時器開始繪制水流波動-時間過程曲線：計算機(4)從A/D轉換卡(3)接收水流波動數字信號，所述水流波動數字信號由A/D轉換卡(3)將泡漩水傳感器(1)測到的水流波動模擬信號轉換而成，接著計算機(4)點繪水流波動-時間過程曲線；

步驟三、啟動泡漩水流范圍分析：計算機(4)將CCD攝像機(5)拍攝的流場圖像模擬量轉換為數字量，然后根據已有泡漩水傳感器(1)分布數據和拍攝的流場圖像標識泡漩水范圍以及漩渦流表面流場范圍；

步驟四、啟動漩渦表面流速分析，具體步驟如下：將示蹤粒子或碎紙片撒入流體之中；計算機(4)通過CCD攝像機(5)獲取第一個時刻的CCD圖像；計算機(4)通過CCD攝像機(5)獲取下一個時刻的CCD圖像；計算機(4)對以上兩個圖像進行流動圖像數據處理后配對粒子位移；對離散數據擬合出流場矢量數據；根據所述流場矢量數據畫出該時刻的流場圖。