[發(fā)明專利]一種雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試裝置及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710980150.7
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107807254A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 李大望;魏仁;熊程;邢鋒;秦慶華;陳西
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01P5/18
• 分類號: G01P5/18
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司44260
• 代理人: 杜啟剛

1.一種雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試裝置，，其特征在于，包括上部開口的攪拌罐和測試機構，測試機構包括支架、測速架和測速電路，測速架包括豎桿、斜桿、橫桿和阻水球，豎桿、斜桿和橫桿構成三角架；支架固定在攪拌罐的頂部或上方，豎桿的上部通過軸承安裝在支架的中部，豎桿的軸線與攪拌罐的回轉軸線同軸；斜桿的上端與豎桿的上部連接，橫桿的內端與豎桿的下部連接，橫桿的外端與斜桿的下部連接，阻水球固定在斜桿的下端；測速電路包括控制電路、兩個光敏電阻和環(huán)形燈，環(huán)形燈套在豎桿的下部，位于橫桿的上方；兩個光敏電阻固定在攪拌罐的內壁上，沿攪拌罐的周向分開布置。

2.根據權利要求1所述的雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試裝置，其特征在于，控制電路包括電源、采樣電阻和控制器，兩個光敏電阻并聯后與電源和采樣電阻串聯，采樣電阻的兩端接控制器；所述的環(huán)形燈是環(huán)向激光器；所述的光敏電阻為長條形，用透明材料包裹后懸掛在攪拌罐的內壁上；其高度對應于環(huán)向激光器。

3.根據權利要求1所述的雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試裝置，其特征在于，斜桿和橫桿都是伸縮桿，斜桿的上端與豎桿的上部鉸接。

4.根據權利要求1所述的雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試裝置，其特征在于，阻水球為空心球，空心球的內腔中注有與攪拌罐中液體密度相同的液體，阻水球埋入到攪拌罐中的液體中。

5.一種雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試方法，其特征在于，包括權利要求1所述的雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試裝置，在測速過程中，攪拌罐中阻水球中心對應的水流速度V_C為：

V_C＝ωL_cf；

ω＝(ΔS/Δt)/r；

L_cf為阻水球中點至豎桿軸線的距離；

ΔS是兩個光敏電阻位于攪拌罐的內壁處的弧距；

r為攪拌罐內壁的半徑；

Δt為兩個光敏電阻觸發(fā)間隔時間段。

6.根據權利要求5所述的雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試方法，其特征在于，在測速過程中，攪拌罐中阻水球中心對應的水流速度V_C為：

或；

VC=LacΔsLde/rΔtLde2+(h1+h2)2]]>

其中，

L_ac為阻水球中點至斜桿與豎桿交點的距離；

ΔS是兩個光敏電阻位于攪拌罐的內壁處的弧距；

L_de為橫桿與斜桿交點至豎桿軸線的距離；

h₁為斜桿與豎桿交點的距離至環(huán)形燈的距離；

h₂為環(huán)形燈至橫桿的距離；

r為攪拌罐內壁的半徑；

t₂-t₁＝Δt，為兩個光敏電阻觸發(fā)間隔時間段。

7.根據權利要求6述的雙向穩(wěn)態(tài)環(huán)向水流速度測試方法，其特征在于，攪拌罐中阻水球中心對應的水流速度V_C修正為：

VC=βLacΔsLde/rΔtLde2+(h1+h2)2]]>

其中，

修正系數β＝V₁/V₂＝2nπr/tV₂；

V₁通過下述方法實測得到，在攪拌罐中的液體表面放置一個塑料小球，記錄塑料在攪拌罐中旋轉n圈時對應的時間為t，V₁＝2nπr/t；V₂為阻水球調整到靠近攪拌罐內壁時，阻水球跟隨液流旋轉時的線速度。