[實用新型]基于激光多普勒測速的波流流速測量系統及水洞式游泳機系統

有效

• 申請號: 201721334694.8
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN210802846U
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 沈熊;郁漫天;沈小鈞
• 申請（專利權）人: 沈熊
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01P5/26;G01P21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于激光多普勒測速的波流流速測量系統，其特征在于，

包括驅動水流的動力裝置；出口水流形成的主流區；回流區；激光多普勒測速儀；

激光多普勒測速儀包括發射光單元、接受光單元、導光裝置、反光裝置；

在所述激光多普勒測速儀發射光單元和/或接收光單元的第一端，安裝有帶有密封裝置的導光裝置，所述導光裝置透過波浪水面，將激光束照射到主流區的測量體，同時接收測量體的散射光；

安裝有測量體反光裝置，所述測量體反光裝置將后向散射光轉變為前向散射光，供導光裝置接收。

2.根據權利要求1所述的一種基于激光多普勒測速的波流流速測量系統，其特征在于，

所述回流區為回流管道；

所述導光裝置為安裝有帶有密封窗口的導光管；

所述測量體反光裝置為測量體反光鏡，其布置用于反射測量體的光給導光管。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于激光多普勒測速的波流流速測量系統，其特征在于，

所述測量體反光裝置位于發射光形成的測量體的前方；

所述測量體反光裝置通過可調節機構固定在發射光單元的導光管上，所述可調節機構對所述測量體反射鏡與測量體之間的距離和反射角度進行調節。

4.根據權利要求1所述的一種基于激光多普勒測速的波流流速測量系統，其特征在于，還包括：

所述動力裝置為聯結驅動馬達的螺旋槳葉輪、導流片和整流器的動力箱；

后部整流柵格；

LDV信號處理器；

葉輪轉速調節器；

水流通道設置為：所述動力箱推動水流出口形成主流區，進入后部整流柵格；水流分成兩路，經過裝有導流片的回流管道；水流從底部兩側回流到動力箱；

所述葉輪轉速調節器連接所述動力箱的驅動馬達，葉輪轉速調節器控制驅動馬達的轉速，調節葉輪旋轉速度改變水流速度；

所述激光多普勒測速儀通過LDV測速，輸出游泳機的速度數據；激光多普勒測速儀設有坐標移位裝置，移動LDV測量體位置，得到主流區不同位置的速度分布數據；

LDV信號處理器，LDV信號處理器包括LDV處理模塊，所述LDV處理模塊配置為具有可變時間平均采樣功能，其輸出瞬時速度、平均速度和速度直方圖。

5.根據權利要求4所述的一種基于激光多普勒測速的波流流速測量系統，其特征在于，

所述驅動水流的動力箱至少設有兩個進水口和一個出水口、進口導流片、出口導流片、連結驅動馬達的螺旋槳葉輪和第一、第二整流器；其中進水口設在底部兩側，出水口設在上部前方；

所述進口導流片至少包括對稱的兩組導流片，即兩側進水口各有一組導流片；

進口導流片上方設有與驅動馬達聯結成一體的螺旋槳葉；螺旋槳葉上方設有第一整流器；

向上流動的水流再至少經過一組導流片即出口導流片，改變為水平方向流動；

所述動力箱從底部兩側進水口進水，流過所述對稱的兩組導流片，將水流引導向上，經過螺旋槳葉后，先流過第一整流器，再流過出口導流片，令水流改變方向，再經過第二整流器后，從動力箱上部出口水平流出。

6.一種基于激光多普勒測速的水洞式游泳機系統，其特征在于，采用上述權利要求4或5所述一種基于激光多普勒測速的波流流速測量系統，坐標位移裝置具有三維位移裝置，所述三維位移裝置為機械式或數字控制機械臂式或氣動式機構。

7.根據權利要求6所述的一種基于激光多普勒測速的水洞式游泳機系統，其特征在于，

所述的LDV信號處理器具有可變平均時間采樣模塊：

所述可變平均時間采樣模塊配置為，其基于游泳機波浪水流的脈動速度振幅、脈動時間尺度的變化自由設置進行可變平均時間下的采樣及測量。

8.根據權利要求6或7所述的一種基于激光多普勒測速的水洞式游泳機系統，其特征在于，所述的出口水流形成的主流區的水流設置為：從游泳機底面到水面的范圍內，水流流速方向均為向前，一直流到后部，進入后部柵格，才分成兩路，從回流管道內返回。