[其他]量水計

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 86102664
• 申請日: 1986-04-14
• 公開（公告）號: CN86102664A
• 公開（公告）日: 1987-10-21
• 發(fā)明（設計）人: 陳
• 申請（專利權）人: 水電部南京水文水資源研究所
• 主分類號: G01F1/36
• 分類號: G01F1/36
• 代理公司: 江蘇省專利服務中心
• 代理人: 馮智文

本發(fā)明屬儀表計量技術，可用于水利、水文、農(nóng)田、灌溉、城市和環(huán)境保護用水和排水量的計量等領域中，有關現(xiàn)有量水方法的文件見水利電力部水文局、農(nóng)水司和各省水利、環(huán)保部門編印的有關文件和書刊。

已有的明渠（開敞式渠道）瞬時流量測量方法是用流速儀測得流體的流動速度和渠道的斷面面積，二者相乘取得，或者在對已經(jīng)多年測算建立了水位-流量關系曲線的渠道上只測取水位值也可以推求當時的流量，而某一時段的總過水量則只有通過由本時段內(nèi)測得的某一次或數(shù)次瞬時流量值為代表，乘以時間而求得。由于渠道中的流速水位一般都是隨時變化的，而且測流時流速儀放置的位置很難做到所測得的正好代表當時的平均流速，因此用這些辦法測得的瞬時流量和時段總流水量既費人力，又必然存在有相當?shù)钠睢?/p>

為達此目的，本量水計設計有安裝在渠道測量斷面上的閘板，使上游來水通過閘板上的噴咀流出，在閘板上下游造成一定的水位差，利用分別安裝在閘板兩側的浮子感受水位變化，并將這兩個水位的差值轉化為凸輪的旋轉運動。在時鐘機構的輸出軸和凸輪的從動件上又設計有一對摩擦輪，使由時鐘傳來的等速運動轉變?yōu)榘茨Σ凛唽Γㄓ捎谕馆喌淖饔茫┧幍膫鲃雨P系而改變的變速運動，最后推動記錄器，以顯示出來通過此測量斷面的總水量，而任何時間凸輪從動件所處之位置相對應的指針指示出通過本測量斷面的瞬時流量。

附圖????量水計的結構示意圖

本量水計整個儀器安裝在按渠道斷面形狀制作的閘板「1」上，閘板的下部有一個允許水流通過的噴咀「2」指向下游，閘板的兩測和底部借助氣囊「3」充氣之后固定閘板和止水，使水只能從噴咀「2」中流過，由于閘板噴咀「2」對水流的阻力，使上下游形成一個水位差Z，按水力學的原理，在一定的條件下，流經(jīng)噴咀「2」的流量正比于閘板噴咀「2」上下游的水位差即：

Q（米³/秒）＝mw 2gz

式中????m為流量系數(shù)，由實測求得

w為噴咀出口斷面積，M²

g為重力加速度，9.81米/秒²

z為上下游水位差，米

由于m，w、g均為常數(shù)，所以流量Q與水位差z成正比。

水位差Z是借助閘板「1」兩邊分別安裝的上下游浮子「4」「5」來測定的，兩只浮子「4」「5」都能按水位的高低自由浮動，但二者之間有連線「6」連接，線的一端固定在下游浮子「5」上，另一端通過與上游浮子「4」成一體的滑輪「7」接到固定在上游浮子「4」上的水量積算器「8」中的繞輪「9」上，當閘板「1」上下游水位在同一水平時，噴咀「2」中沒有水流動，上下游浮子「4」「5」也在同一水平上，計數(shù)器「14」的指針指向零。如果上游來水經(jīng)噴咀「2」下泄，由于閘板噴咀「2」的阻力，上游水位必將高于下游水位，形成了水位差Z，此時上游浮子「4」上浮得多，而下游浮子「5」上浮得少，連線「6」將被拉出一段，帶動繞線輪「9」旋轉一定的角度，指針即偏離零位而指示出一個流量數(shù)值，亦即渠道中瞬時流量。Q瞬時米³/秒。

在水量積算器「8」中裝有時鐘機構「12」，其輸出軸上裝有大摩擦輪「10」并將力矩傳到與之相接的小摩擦輪「11」上，再帶動其后的一系列齒輪系（即計數(shù)器）「14」旋轉，當Z＝0時，小摩擦輪「11」接觸大摩擦輪「10」的中心，時鐘輸出的力矩對小摩擦輪沒有切線運動，此時時鐘機構「12」雖作等速旋轉，小摩擦輪「11」亦不轉動，無水量累計，如果上下游有了水位差Z，由于二浮子「4」「5」的差動將連線「6」拉出，繞線輪「9」旋轉一定的角度，與之連在同一軸上的凸輪「13」也必旋轉同一的角度。使從動的小摩擦輪「11」偏離了大摩擦輪「10」的中心，變成與大摩擦輪「10」半徑上的某一點接觸，此時大摩擦輪「10」作等速轉動，對小摩擦輪「11」有推動力矩，使小摩擦輪「11」旋轉并帶動其后的齒輪系「14」一道轉動，其移動的快慢則要視小摩擦輪「11」在大摩擦輪「10」上的接觸半徑而定，半徑越大，計數(shù)器「14」轉動越快，亦即流過噴咀「2」的累計水量越多。

由此可看出，計數(shù)器「14」上顯示的累計水量多少是按上下游水位差Z和兩次讀數(shù)之間延續(xù)的時間t而決定的。