本發(fā)明涉及一種坡面薄層流水動(dòng)力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種便攜式?jīng)_刷槽總流量測(cè)定儀。

背景技術(shù)：

在大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目《研究降雨和坡面流協(xié)同作用下的坡面薄層流水動(dòng)力學(xué)特性》實(shí)驗(yàn)實(shí)施進(jìn)行過(guò)程中，主要觀測(cè)不同營(yíng)力(雨強(qiáng)和坡面流的完全組合)條件、不同床面粗糙程度條件下的坡面流表層的流速、水深、雷諾數(shù)、弗勞德數(shù)等水力學(xué)特性。每次實(shí)驗(yàn)均是人工降雨和上游來(lái)水同時(shí)作用于沖刷槽，在沖刷槽上測(cè)定流速、水深數(shù)據(jù)后，需測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)中降雨和上游來(lái)水最終的總流量。一開始將塑料桶放置在沖刷槽下端接水，并將水用電子秤進(jìn)行稱量，以計(jì)算出總流量。但這種方法操作繁瑣，并且存在太多弊端，如水流易濺出不能完全流入桶中；降雨強(qiáng)度和上游來(lái)水流量較大時(shí)，桶中承接的水量比較大，移動(dòng)和稱量都很困難；水量大時(shí)需將水分開進(jìn)行多次稱量，比較繁瑣且有較多水分遺留；水桶尺寸與沖刷槽坡度不匹配，與所要承接的總水量不匹配等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)固結(jié)實(shí)，且方便攜帶、安裝、拆卸的便攜式?jīng)_刷槽總流量測(cè)定儀。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的便攜式?jīng)_刷槽總流量測(cè)定儀，包括實(shí)驗(yàn)所用的沖刷槽，還包括承接水槽，所述承接水槽的下部設(shè)有能調(diào)節(jié)高度的支架，所述承接水槽的上部設(shè)有傾斜擋板，所述承接水槽的底部設(shè)有出水管，所述出水管的下部連接蛇皮水管，所述蛇皮水管上相連有液體流量計(jì)。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的便攜式?jīng)_刷槽總流量測(cè)定儀，穩(wěn)固結(jié)實(shí)，且方便攜帶、安裝、拆卸，可使用合頁(yè)將其安裝在多種沖刷槽上進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)使用，并且適用于沖刷槽的各種坡度狀態(tài)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的便攜式?jīng)_刷槽總流量測(cè)定儀(使用合頁(yè)連接沖刷槽后)示意圖。

圖中：

1、沖刷槽下部的支架，2、沖刷槽，3、傾斜擋板，4、承接水槽，5、蛇皮水管，6、承接水槽下部的支架，7、合頁(yè)，8、合頁(yè)，9、液體流量計(jì)，10、出水管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明的便攜式?jīng)_刷槽總流量測(cè)定儀，其較佳的具體實(shí)施方式是：

包括實(shí)驗(yàn)所用的沖刷槽，還包括承接水槽，所述承接水槽的下部設(shè)有能調(diào)節(jié)高度的支架，所述承接水槽的上部設(shè)有傾斜擋板，所述承接水槽的底部設(shè)有出水管，所述出水管的下部連接蛇皮水管，所述蛇皮水管上相連有液體流量計(jì)。

所述承接水槽通過(guò)合頁(yè)與所述沖刷槽連接。

所述承接水槽的寬度大于沖刷槽的寬度。

所述承接水槽不與沖刷槽相連的一面的高度要高于對(duì)面的高度。

所述傾斜擋板的最低處與所述承接水槽外側(cè)最上部通過(guò)合頁(yè)相連，且寬度相同。所述傾斜擋板的最高處設(shè)有向上彎曲的弧度。

所述承接水槽的底面向出水管處傾斜，傾斜度為1°。

本發(fā)明的便攜式?jīng)_刷槽總流量測(cè)定儀，可通過(guò)合頁(yè)使承接水槽與實(shí)驗(yàn)所用沖刷槽底部連接，在承接水槽底部連接出水管道，在管道末端使用流量計(jì)對(duì)人工降雨和上游來(lái)水共同作用于沖刷槽上的總水量進(jìn)行測(cè)量，來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。穩(wěn)固結(jié)實(shí)，且方便攜帶、安裝、拆卸，適用于多種沖刷槽、沖刷槽的各種坡度狀態(tài)、多種實(shí)驗(yàn)使用。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明的想法來(lái)源于樹干流測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，在樹主干的中下部圍一個(gè)開口半圓形管來(lái)承接樹干流，并在管的一側(cè)連接一根蛇皮管將樹干流導(dǎo)入收集瓶待觀測(cè)。坡面流自循環(huán)系統(tǒng)中，沖刷槽下部的承水槽與此系統(tǒng)中的承接水槽接水形式有相似之處。

具體實(shí)施例：

如圖1所示，將承接水槽一端與實(shí)驗(yàn)所用的沖刷槽底部用可旋轉(zhuǎn)的合頁(yè)連接(創(chuàng)意來(lái)源于門的固定)，來(lái)保證承接水槽始終保持豎直狀態(tài)，保證此儀器在沖刷槽的任何坡度下都可使用。

承接水槽采用常用的金屬材料制作，可采用不銹鋼材料，也可選用造價(jià)低的鐵材料并刷油漆防止生銹，結(jié)實(shí)耐用，可抵抗水流的沖擊力。

承接水槽下配有鐵質(zhì)可伸縮支架，在改變沖刷槽坡度時(shí)，水槽末端到地面的距離隨之改變，使用支架支撐，保證在任何坡度下，承接水槽下端都有支撐，從而可以固定在地面上，增加抗沖擊性、承重性、穩(wěn)固性。

承接水槽的寬度大于沖刷槽寬度，以保證水不外濺。在制作此儀器時(shí)，儀器的承接水槽、出水管、支架等零部件的具體尺寸可根據(jù)實(shí)驗(yàn)所用的沖刷槽的尺寸來(lái)具體確定，下述此儀器相關(guān)尺寸均是適應(yīng)于此次實(shí)驗(yàn)所用沖刷槽的尺寸。此次實(shí)驗(yàn)所用沖刷槽的寬度為0.4m，此次設(shè)計(jì)的承接水槽兩側(cè)各寬出0.2m，承接水槽的寬度定為0.8m。

承接水槽的長(zhǎng)度可根據(jù)沖刷槽末端水流出時(shí)的噴流寬度決定，本實(shí)驗(yàn)適用的承接水槽將長(zhǎng)度定為0.5m。

承接水槽不與沖刷槽相連的一面(外側(cè))，高度要高于另一面(內(nèi)側(cè))，以防止水流濺出。因?yàn)榇嬖诳烧{(diào)節(jié)高度的支架，故承接水槽的高可設(shè)定范圍較大，本實(shí)驗(yàn)適用的承接水槽將高設(shè)為0.3m和0.7m。

承接水槽上部設(shè)計(jì)一同樣材質(zhì)的傾斜擋板，擋板最低處與承接水槽外側(cè)最上部相連寬度同樣為0.8m，長(zhǎng)為1m，接口設(shè)計(jì)為可旋轉(zhuǎn)可固定在任意角度的合頁(yè)，最高處設(shè)計(jì)一向上彎曲的弧度。由于降雨面積較大，用此傾斜擋板來(lái)遮擋降雨進(jìn)入承接水槽中，雨水降落在遮擋板上從承水槽外側(cè)流下，不會(huì)流至沖刷槽。

承接水槽底面采用傾斜式設(shè)計(jì)，最低點(diǎn)在底面某個(gè)角上(傾斜度1°即可，若傾斜度較大會(huì)影響支架支撐的穩(wěn)定性)，并在此角處開一直徑為4cm的圓口，焊接一出水管(管口直徑根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的上游來(lái)水管徑和最大降雨量確定，保證水不在承接槽內(nèi)淤積)。通過(guò)重力作用使水均流向此處，以保證水流盡可能的都流出承接水槽，進(jìn)入與鐵管另一頭相連的蛇皮水管。

蛇皮水管一頭連接承接水槽，另一頭連液體流量計(jì)，且盡可能保證連接流量計(jì)的一端低于另一端。蛇皮水管所連接的液體流量計(jì)所顯示的值即為本次實(shí)驗(yàn)的總流量值。

使用流程：

將此儀器通過(guò)合頁(yè)連接至實(shí)驗(yàn)所用的沖刷槽坡面下端，調(diào)整好沖刷槽坡度及承接水槽下支架的高度，后開始實(shí)驗(yàn)。每次實(shí)驗(yàn)中降雨和上游來(lái)水在規(guī)定時(shí)間(1min)內(nèi)同時(shí)作用于沖刷槽，實(shí)驗(yàn)需測(cè)量流速和水深，以及每次實(shí)驗(yàn)中，人工降雨和上游來(lái)水同時(shí)作用于沖刷槽的總水量。此1min內(nèi)沖刷槽內(nèi)的水先流入承接水槽，再流入蛇皮水管最后到達(dá)流量計(jì)，待流量計(jì)數(shù)值穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)，讀三次取平均值，由此得到此次實(shí)驗(yàn)的總流量。

實(shí)驗(yàn)所得水流經(jīng)蛇皮水管連接的流量計(jì)后便將水流直接排走。但也可以再次采用稱量法測(cè)定數(shù)值。將蛇皮水管出水一端接入水桶內(nèi)，用水桶儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)所得的全部水量，再用電子秤稱量得總流量值，若水量太大也可將蛇皮水管出水段分流，同時(shí)接入幾個(gè)水桶，也比之前直接從沖刷槽下接水稱量的方法便捷準(zhǔn)確。

有益效果：

此儀器的承接水槽可使用合頁(yè)與實(shí)驗(yàn)所用沖刷槽固定，可拆卸并且能旋轉(zhuǎn)保持豎直狀態(tài)，在沖刷槽任何坡度下均可正常使用。解決了使用水桶時(shí)，水桶的高度與沖刷槽坡度不匹配問(wèn)題。

設(shè)計(jì)的支架可調(diào)節(jié)高度，穩(wěn)固結(jié)實(shí)，方便攜帶、安裝、拆卸，適用于多種沖刷槽、沖刷槽的各種坡度狀態(tài)、多種實(shí)驗(yàn)使用。

此儀器的加寬設(shè)計(jì)和外側(cè)加高設(shè)計(jì)，解決了之前使用水桶承接流水導(dǎo)致的水流濺出問(wèn)題，保證了水流盡可能地全部流入承接槽，避免了所得總流量偏小。

頂蓋的設(shè)計(jì)有效的避免了沖刷槽外的降雨落入承接槽，并且頂蓋上部的弧形設(shè)計(jì)避免了雨水經(jīng)頂蓋回流入沖刷槽的現(xiàn)象，解決了多余降雨造成的流量值偏大問(wèn)題。

底面的傾斜設(shè)計(jì)保證了槽內(nèi)水流不殘留，全部流入蛇皮水管，避免了數(shù)值偏小，由此增加了所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

此儀器使沖刷槽來(lái)水快速經(jīng)過(guò)承接水槽，解決了之前水量較大時(shí)，由于水桶尺寸問(wèn)題導(dǎo)致的水流溢出現(xiàn)象。

此儀器操作方便快捷，去除了大水桶承接、分小桶稱量、水桶移動(dòng)等繁瑣困難的步驟。

蛇皮水管上流量計(jì)的使用避免了電子秤稱量造成的數(shù)據(jù)誤差。

將沖刷槽內(nèi)的水轉(zhuǎn)化為圓形水管內(nèi)的水，由此可使用流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量，方便準(zhǔn)確，迅速直觀，代替了水桶盛水分水稱量等繁瑣的步驟。

此儀器所得數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確可靠，解決了之前稱量的多種弊端。如多余降雨進(jìn)入承接水桶、大水桶分桶時(shí)水量殘留較多、水量較大時(shí)存在溢出水桶問(wèn)題而來(lái)不及更換新水桶造成水量損失等。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。