[發(fā)明專利]扭秤式流動測量儀及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310438758.9
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103499706A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴會超;蔣定國;別玉靜;唐夢君;張培培
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江三峽集團(tuán)公司
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王剛

1.一種扭秤式流動測量儀，其包括測力裝置及數(shù)據(jù)處理裝置；

所述測力裝置包括扭絲、平面鏡、激光光源、弧度尺、均質(zhì)球、連桿和基座；所述扭絲安裝在基座上，并且能夠繞基座的圓周轉(zhuǎn)動；所述平面鏡固定在扭絲中間；所述連桿與所述扭絲固定相連，并且所述均質(zhì)球能夠拆卸地連接到連桿的下部，從而通過所述均質(zhì)球的移動帶動扭絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)，由此使平面鏡偏轉(zhuǎn)；

所述弧度尺上設(shè)有多個光敏傳感器；所述激光光源用于發(fā)射激光；所述平面鏡、弧度尺和激光光源位于同一平面內(nèi)，其中所述平面鏡將激光光源發(fā)射的激光反射到所述弧度尺的光敏傳感器上；而所述光敏傳感器用于檢測激光信號，并且將檢測到的激光信號轉(zhuǎn)換為電信號；所述數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)傳輸線及微處理器，所述光敏傳感器的電信號通過數(shù)據(jù)傳輸線傳送至微處理器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，其進(jìn)一步包括流向測定裝置；

所述流向測定裝置包括所述基座、對稱翼型管和流向指針；

所述基座上設(shè)置有流向刻度盤；

所述流向指針安裝在基座上，用于與刻度盤配合表示流向；

所述對稱翼型管連接到連桿并且與流向指針固定相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述基座外邊緣處設(shè)置一圈凹槽，凹槽內(nèi)固定有一圓形滑軌；基座底部中心固定有一轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒內(nèi)部具有空心部分，轉(zhuǎn)筒的側(cè)面設(shè)置有一細(xì)縫，轉(zhuǎn)筒的底端與對稱翼型管連接，轉(zhuǎn)筒的頂端與流向指針連接，對稱翼型管和流向指針同軸轉(zhuǎn)動，扭絲中間垂直向下設(shè)有一卡槽，連桿穿過對稱翼型管，再向上穿過轉(zhuǎn)筒以及該卡槽連接扭絲，而連桿向下連接均質(zhì)球。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述測力裝置進(jìn)一步包括一支架，所述支架為圓形且底部設(shè)有滑動支座，能夠使支架在圓形滑軌中自由轉(zhuǎn)動，支架沿直徑兩端各設(shè)置有一固定端，各固定端端頭設(shè)置有卡扣，將扭絲固定在支架上，支架上與扭絲垂直的直徑兩端上各設(shè)置有一支桿，各支桿頂部連接對應(yīng)的激光光源或弧度尺。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述均質(zhì)球密度與水體密度ρ相當(dāng)，均質(zhì)球懸浮于水體之中且中心與對稱翼型管末端距離為5D，其中D為均質(zhì)球直徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述連桿為輕質(zhì)細(xì)桿，其密度與水體密度ρ相當(dāng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述扭絲為直徑不變的金屬或非金屬均質(zhì)材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述流向刻度盤設(shè)置于所述基座的圓形滑軌上，該流向刻度盤上刻有與轉(zhuǎn)筒同心的順時針均勻排列的角度刻度，對稱翼型管受流動作用而轉(zhuǎn)動，從而帶動轉(zhuǎn)筒以及流向指針轉(zhuǎn)動并在流向刻度盤上指示出流動方向。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述對稱翼型管密度與水體密度ρ相當(dāng)，對稱翼型管的兩端中較大的一端為迎水端，較小的一頭為背水端，迎水端封閉，背水端不封閉，轉(zhuǎn)筒與對稱翼型管的連接處位于對稱翼型管的迎水端，對稱翼型管內(nèi)部設(shè)置有細(xì)縫并與轉(zhuǎn)筒的細(xì)縫底端相接，連桿以及均質(zhì)球能夠在轉(zhuǎn)筒的細(xì)縫和對稱翼型管的細(xì)縫限定的范圍內(nèi)自由擺動。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述微處理器包括接收端、輸入端以及輸出端；接收端接收數(shù)據(jù)傳輸線傳輸?shù)挠晒饷魝鞲衅鬓D(zhuǎn)換的電信號，輸入端輸入已知參數(shù)，經(jīng)過接收端的計(jì)算分析，輸出端輸出所需測量的流速結(jié)果。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的扭秤式流動測量儀，其特征在于，所述輸入端輸入已知參數(shù)為扭絲直徑d、扭絲長度m、均質(zhì)球直徑D、水體密度ρ、水體運(yùn)動粘滯系數(shù)v、扭絲材料的切變模量G、均質(zhì)球中心至扭絲的直線距離l、弧度尺半徑r以及球體繞阻系數(shù)Cd與雷諾數(shù)Re關(guān)系曲線。