[實用新型]水流流速流向傳感器

有效

• 申請號: 201721918004.3
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN207675785U
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 謝沛瑤;胡軍海;楊紹紅;劉凱;鐘志鑫;葉勇;甘鷺;江君垚;羅志峰;呂琦;魯曉倩
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學;無錫地鐵集團有限公司;中鐵一局集團城市軌道交通工程有限公司
• 主分類號: G01P13/00
• 分類號: G01P13/00;G01P5/26
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 王麗巧

本實用新型提供了一種水流流速流向傳感器，屬于傳感器技術領域，包括萬向板，萬向板一側邊固連轉向軸，轉向軸上部與機架底座轉動連接；機架底座上方設有支撐架，轉向軸上端依次套裝第一凸輪和第二凸輪，第一凸輪左端及第二凸輪右端分別通過水平伸縮元件與支撐架相連；中空的萬向板內設有水輪，與水輪同軸固定的齒輪與杠桿末端單齒嚙合，杠桿的中部鉸接在萬向板上、另一端與傳導軸鉸接，傳導軸頂部貫穿機架底座通過垂直伸縮元件與支撐架相連；水平伸縮元件及垂直伸縮元件上均設有與接收器相連的應變光柵。水流沖擊萬向板及水輪轉動，通過水平伸縮元件上應變光柵的應變差，測量水流流向，通過垂直伸縮元件上應變光柵感應的應變變化頻率，測量流速。

技術領域

本實用新型屬于傳感器技術領域，更具體地說，是涉及一種水流流速流向傳感器。

背景技術

海上結構在長期使用過程中，始終不斷遭受海洋洋流的沖刷、海洋波浪沖擊以及海洋生物滋生等因素的影響，從而出現海上結構基礎動力軟化、材料侵蝕老化現象，導致海上結構構件及整體抗力的衰減，影響結構的安全度和耐久度。因此，長期監測海洋洋流情況，對掌握海上結構物的性能演變，評價結構的工作狀態，針對性進行合理的養修，避免各種安全事故發生，確保海上結構物的安全和提高使用年限具有重要意義，而水流流向是影響海洋施工平臺安全的主要因素之一，對海洋水流流向監測將為海上結構物的正常使用提供安全保障。

流速流向測量是水文工作的重要內容，涉及防洪安全與管理、水資源開發與利用等多個方面。傳統流速流向測量儀器存在著信號易受干擾、測量誤差大、電路復雜且故障率高的缺點。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種水流流速流向傳感器，以解決現有技術中存在的傳統流速流向測量儀器存在信號易受干擾、測量誤差大、電路復雜且故障率高的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：提供一種水流流速流向傳感器，包括用于感應水流流向的萬向板，所述萬向板的一側邊固連轉向軸，所述轉向軸的上部設置于機架底座上，所述轉向軸相對所述機架底座轉動連接；所述機架底座的上方設有支撐架，所述轉向軸的上端依次套裝第一凸輪和第二凸輪，所述第一凸輪左端及第二凸輪右端分別設有導向機構，所述導向機構通過水平伸縮元件與支撐架相連；所述萬向板為中空殼體，所述萬向板內設有用于感應水流流速的水輪，所述水輪與齒輪同軸固定，所述齒輪與杠桿的末端單齒嚙合，所述杠桿的中部鉸接在所述萬向板上，所述杠桿的另一端與所述傳導軸鉸接，所述傳導軸貫穿所述機架底座，所述傳導軸頂部通過垂直伸縮元件與所述支撐架相連；所述水平伸縮元件及所述垂直伸縮元件上均設有與接收器相連的應變光柵。

進一步的，所述萬向板的一側水平設有文丘里管，所述文丘里管的大徑端對應設置在轉向軸一側，所述文丘里管的開口設置在大徑端、且開口朝向萬向板外側，所述水輪的輪緣上間隔設有若干個水槽，所述文丘里管的小徑端朝向水槽設置。

進一步地，所述轉向軸為管狀，所述傳導軸設置在轉向軸內，所述傳導軸的上端延伸至轉向軸外部，所述轉向軸頂部設有用于對傳導軸限位的限位塊。

進一步地，所述水平伸縮元件及所述垂直伸縮元件均為應變彈簧，所述應變光柵設置在應變彈簧上能夠產生應變的直線段，所述應變彈簧的一端與支撐架相連，所述應變彈簧的另一端與傳導軸上端、導向機構相連。

進一步地，所述支撐架為π形框架，所述支撐架包括第一立柱、第二立柱和橫梁，所述第一立柱和第二立柱對稱設置于所述轉向軸兩側，所述橫梁與所述第一立柱及第二立柱的上端固連，所述第一立柱和第二立柱的下端設置于所述機架底座上，所述第一立柱和第二立柱分別與所述導向機構配合；所述橫梁上方設有延伸架，所述傳導軸上端穿過橫梁中部的通孔與應變彈簧相連。