專利名稱:超聲多普勒水流流速系數(shù)測定設(shè)備的制作方法
本實用新型屬于水利量測技術(shù)領(lǐng)域：
，是一種測定超聲多普勒水流流速系數(shù)的設(shè)備。
根據(jù)超聲波在水中定向傳播及衰減較小的特點，在水中發(fā)射及接收超聲波，利用多普勒效應(yīng)可推導(dǎo)出水流流速公式V＝KfD(V被測點水流速度；fD多普勒頻率；K超聲多普勒水流流速系數(shù))。fD可直接測出，而K的測定則是一個困難問題，檢索了1963年至現(xiàn)在的專利文獻(xiàn)，均未發(fā)現(xiàn)涉及超聲多普勒水流流速系數(shù)測定的技術(shù)，而成都科技大學(xué)學(xué)報81年第二期、86年第二期先后發(fā)表的兩篇論文“CDL－79型超聲多普勒流速儀”、“一種多功能超聲流速儀——CDL－82型超聲多普勒流速儀”中雖然介紹了利用多普勒效應(yīng)測定流速的儀器，但儀器卻不完善，此種儀器只有在水流斷面上水質(zhì)基本一致的條件下才適用，并且要借助“流量法”、“浮標(biāo)法”等比測手段才能求出多普勒流速系數(shù)K，從而測得流速。
本實用新型的目的是要提供一種超聲多普勒流速系數(shù)測定設(shè)備，它不但能在水流斷面上水質(zhì)差異大的條件下適用，而且能直接、簡便地得到多普勒流速系數(shù)，精確、實時地測得水流流速。
本實用新型的具體內(nèi)容是在成都科技大學(xué)學(xué)報所介紹的超聲多普勒流速儀上增設(shè)探頭驅(qū)動裝置，把探頭夾持在該裝置的探頭定位調(diào)節(jié)器上，從而使探頭既能沿水平方向作勻速直線運動，又能沿縱向調(diào)節(jié)位置，這樣就解決了各待測點的多普勒流速系數(shù)的測定問題。
對照流速公式V＝KfD可以看出，使用這種設(shè)備只需兩次測試即可得出多普勒流速系數(shù)K，從而得出V。例如測某一水質(zhì)條件下的水流速度V0，首先讓探頭處于靜止?fàn)顟B(tài)測出一個對應(yīng)的多普勒頻率fD0；然后，讓探頭迎著水流運動方向以V1作勻速直線運動，再測出一個對應(yīng)的多普勒頻率fD1，則K＝ (V1)/(fD1-fD0) ，V0＝KfD0＝ (V1)/(fD1-fD0) ·fD0測點的縱向定位通過操作探頭定位調(diào)節(jié)器使探頭縱向移動來實現(xiàn)，而測點的橫向定位靠底座的水平移動來實現(xiàn)。
本實用新型具有以下優(yōu)點1.在水流斷面上水質(zhì)不一致的條件下，能迅速、實時地測定出水流斷面上各點的超聲多普勒流速系數(shù)，從而得到各點的流速。
2.性能良好，探頭驅(qū)動裝置能保證在測試過程中探頭以預(yù)先設(shè)定的并具有適當(dāng)精度的速度作勻速直線運動，因而所測水流速度較精確。
3.運用面廣，凡具備一定順直段的明渠水流中皆可使用。
4.結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
本實用新型可廣泛用于水利工程、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。A－超聲波發(fā)收機、B－探頭、C－微型計算機系統(tǒng)、D－探頭驅(qū)動裝置。
圖2是探頭驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。1－框架式機座、2－可調(diào)驅(qū)動系統(tǒng)、3－導(dǎo)軌、4－溜板、5－探頭定位調(diào)節(jié)器、6－步進(jìn)電動機、7－驅(qū)動電源插座、8－驅(qū)動電源。
該設(shè)備由超聲波發(fā)收機(A)、探頭(B)、微型計算機(C)、探頭驅(qū)動裝置(D)組裝而成，探頭位于探頭驅(qū)動裝置上，由探頭定位調(diào)節(jié)器夾持，探頭與超聲波發(fā)收機之間及超聲波發(fā)收機與微型計算機系統(tǒng)之間用導(dǎo)線連接。
探頭驅(qū)動裝置由框架式機座(1)、可調(diào)驅(qū)動系統(tǒng)(2)、導(dǎo)軌(3)、溜板(4)、探頭定位調(diào)節(jié)器(5)、步進(jìn)電動機(6)、驅(qū)動電源插座(7)、驅(qū)動電源(8)構(gòu)成，導(dǎo)軌、可調(diào)驅(qū)動系統(tǒng)、步進(jìn)電動機固定在框架式機座上，溜板配置在導(dǎo)軌上，探頭定位調(diào)節(jié)器設(shè)置在溜板上。
步進(jìn)電動機要匹配相應(yīng)的驅(qū)動電源，驅(qū)動電源的控制器可根據(jù)使用者的要求選擇“手動置定”(人為設(shè)定某個速度)或“自動程序控制”。
在設(shè)計和制造中值得注意的是導(dǎo)軌應(yīng)與機座形成整體剛性構(gòu)架，以保證使用中導(dǎo)軌的直線度和穩(wěn)定性；導(dǎo)軌與溜板間的配合面應(yīng)精密加工以確保其間的摩擦阻力盡可能小，并在整個運動行程上均勻一致；驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)盡量減少傳動誤差環(huán)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種測量超聲多普勒水流流速系數(shù)的設(shè)備，由超聲波發(fā)收機(A)、探頭(B)、微型計算機系統(tǒng)(C)組裝而成，其特征在于還設(shè)置有探頭驅(qū)動裝置(D)，它由框架式機座(1)、可調(diào)驅(qū)動系統(tǒng)(2)、導(dǎo)軌(3)、溜板(4)、探頭定位調(diào)節(jié)器(5)、步進(jìn)電動機(6)、驅(qū)動電源插座(7)、驅(qū)動電源(8)構(gòu)成，導(dǎo)軌、可調(diào)驅(qū)動系統(tǒng)、步進(jìn)電動機固定在框架式機座上，溜板配置在導(dǎo)軌上，探頭定位調(diào)節(jié)器設(shè)置在溜板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的設(shè)備，其特征在于導(dǎo)軌與框架式機座形成整體剛性構(gòu)架。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的設(shè)備，其特征在于驅(qū)動電源的控制器或是手動置定或是自動程序控制。
專利摘要
超聲多普勒水流流速系數(shù)測定設(shè)備。本實用新型由超聲波發(fā)收機、探頭、微型計算機系統(tǒng)、探頭驅(qū)動裝置組裝而成。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，即使在水流斷面上水質(zhì)不一致的條件下也能迅速、實時地測定出水流斷面上各點的多普勒流速系數(shù)，從而得到各點的流速。本實用新型可廣泛用于水利工程、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。
文檔編號G01P5/00GK87205185SQ87205185
公開日1988年6月29日 申請日期1987年9月28日
發(fā)明者袁家勒, 何人杰, 王素君 申請人:成都科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan