[發明專利]一種測量液體或氣體流速的激光測速裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201711037257.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107703327B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 王鵬;王啟揚;張寧超;宋春煥;任娟;兀偉;敬偉
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26
• 代理公司: 無錫松禾知識產權代理事務所(普通合伙) 32316
• 代理人: 朱亮淞

1.一種激光測速裝置，其特征在：包括固定箱體（1）、連接件、激光測速裝置和手動旋轉裝置，所述固定箱體（1）的底面設置有豎直的定位桿（4），所述固定箱體（1）通過定位桿（4）水平固定設置；所述連接件水平固定設置在固定箱體（1）側面，所述激光測速裝置通過連接件與固定箱體（1）連接設置，且推動或拉動測速裝置，所述激光測速裝置可在水平方向來回移動；所述手動旋轉裝置與連接件可旋轉連接設置，所述手動旋轉裝置與激光測速裝置通過齒傳動連接設置，且旋轉手動旋轉裝置，所述激光測速裝置可在豎直方向來回移動；

所述連接件為相同結構的兩組，兩組所述連接件設置在同一水平面內；所述連接件包括伸縮桿（7）、圓環（8）和第一連接桿（9），所述伸縮桿（7）垂直固定箱體（1）的側面固定設置，且第一連接桿（9）通過圓環（8）與伸縮桿（7）連接成一體結構；

所述激光測速裝置包括第一隔板（15）、第二隔板（16）、第二連接桿（17）、激光發射裝置（20）、激光接收裝置（19）和測速轉動裝置，所述第二隔板（16）上設置有環形把手（23），所述第一隔板（15）與第二隔板（16）通過第二連接桿（17）連接設置；所述測速轉動裝置與第二連接桿（17）轉動連接設置，所述激光發射裝置（20）設置在第一隔板（15）上，所述激光接收裝置（19）設置在第二隔板（16）上，且激光發射裝置（20）與激光接收裝置（19）相對設置；

所述測速轉動裝置包括轉動圓筒（24）、若干測速板（25）和扇形連接板（26），所述第二連接桿（17）上環繞設置有環形槽（18），所述轉動圓筒（24）可轉動套設在環形槽（18）內；若干所述測速板（25）在轉動圓筒（24）的外側面周向分布，相鄰所述測速板（25）分別通過扇形連接板（26）連接設置，且若干扇形連接板（26）在同一平面內形成半徑為R的大圓（35）；其中一個所述扇形連接板（26）上設置有激光通過孔（27），所述測速轉動裝置旋轉一周，所述激光通過孔（27）形成半徑為r的小圓（36），所述大圓（35）的半徑R為小圓（36）的半徑r的兩倍；

所述第一隔板（15）的外板面對稱設置有兩條豎直的滑道（21），所述第一連接桿（9）的桿端上設置有滾輪（29），所述滾輪（29）滾動配合設置在滑道（21）內；所述滑道（21）的兩側設置有弧形限位槽（30），所述滾輪（29）的滾軸兩端設置有限位圓頭（28），所述限位圓頭（28）與弧形限位槽（30）對應配合設置；

所述手動旋轉裝置包括旋轉內桿（11）和與旋轉內桿（11）為一體的旋轉外桿（10），所述旋轉內桿（11）可旋轉配合設置在圓環（8）內，所述旋轉內桿（11）一端設置有旋轉手輪（13），另一端設置有擋塊（14）；所述旋轉外桿（10）的桿壁上環繞設置有兩組齒，同一組所述齒形成齒輪（12），所述第一隔板（15）的外板面對稱設置有兩條豎直的齒條（22），所述齒輪（12）與齒條（22）通過齒傳動連接設置；

所述固定箱體（1）的頂部設置有氣泡水平儀，所述固定箱體（1）的兩側對稱設置有固定手柄環（2），其中一個所述固定手柄環（2）上設置有控制開關（6），所述控制開關（6）與電機（33）電性連接；

所述定位桿（4）的底部設置螺旋鉆頭（5），所述定位桿（4）的頂端延伸至固定箱體（1）的內部，且定位桿（4）與設置在固定箱體（1）內的電機（33）驅動連接。

2.根據權利要求1所述的一種激光測速裝置，其特征在于：所述固定箱體（1）的內部設置有供電裝置（32）、電機（33）和數據收集處理裝置（34），所述電機（33）和數據收集處理裝置（34）分別與供電裝置（32）電性連接，且數據收集處理裝置（34）內設置有計時模塊。

3.一種如權利要求1-2任一項所述的一種激光測速裝置的使用方法：測量河水流速時，雙手握住固定手柄環（2），按壓控制開關（6），電機（33）開啟，電機（33）驅動螺旋鉆頭（5）旋轉鉆進河床，即可固定住固定箱體（1），用手拉動環形把手（23），伸縮桿（7）伸長，然后旋轉旋轉手輪（13），使激光測速裝置向下移動并進入到水中，河水不斷沖擊測速板（25），測速轉動裝置轉動，即可開啟激光發射裝置（20）和激光接收裝置（19）進行測速；激光接收裝置（19）第一次接收到激光的時候，計時模塊記錄此時的時間為t1，第二次接收到激光的時間為t2，數據收集處理裝置（34）記錄并得出兩次接收到激光的時間差，在一個時間差內，激光通過孔（27）通過的周長L=2πr，數據收集處理裝置（34）即可計算出河水的流速；

在測量風速的時候，要在水平空曠的地帶，還要利用氣泡水平儀（3）進行固定箱體（1）的水平測量，這樣能夠提高風速測量的準確性，其余步驟與測量河水流速相同。