便攜式測(cè)流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種便攜式測(cè)流裝置，可用于野外 地質(zhì)勘測(cè)中進(jìn)行地表水測(cè)流。
【背景技術(shù)】
[0002] 地表水流速、流量調(diào)查是野外水文地質(zhì)調(diào)查及污染調(diào)查中的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容， 流速又是計(jì)算流量的一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，因此快速、準(zhǔn)確地測(cè)量水流速度將大大提高野外工作 效率。目前市場(chǎng)上有多種成熟的測(cè)流儀器，使用較普遍的有旋漿式流速儀、電磁式流速儀、 多普勒流速儀等，但這些儀器野外攜帶不便，易損壞且成本較高，多在固定的水文測(cè)站使 用。野外多使用浮標(biāo)法測(cè)流，即測(cè)定浮標(biāo)通過(guò)在河流中相距一定距離的兩點(diǎn)的時(shí)間即可求 出流速，浮標(biāo)測(cè)流因其適用條件要求低，操作簡(jiǎn)便易行而被廣泛應(yīng)用，但仍存在問(wèn)題。浮標(biāo) 不一定按照直線流動(dòng)而且受天氣及水面漂浮物的影響較大，人工視距測(cè)量和計(jì)時(shí)方面都存 在誤差，而且往往測(cè)得的只是水體表層的流速，以上因素導(dǎo)致浮標(biāo)法的最大的缺點(diǎn)是測(cè)量 較為粗略。
[0003] 因此，確有必要提供一種便攜式測(cè)流裝置以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種便攜式測(cè)流裝置，其可快速、便捷的 得到水體的流速，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便攜帶。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用一種便攜式測(cè)流裝置，其包括外套管、位于 所述套管內(nèi)的內(nèi)管、以及位于所述外套管頂部的角度讀取裝置；所述外套管呈倒T型并設(shè) 有橫向管及垂直于所述橫向管的豎向管，所述橫向管與豎向管連通，且橫向管設(shè)有進(jìn)水口 和出水口；所述內(nèi)管呈L型且設(shè)有豎直段和水平段，所述豎直段設(shè)于所述外套管的豎向管 內(nèi)，所述水平段設(shè)于所述橫向管內(nèi)且朝向所述橫向管的進(jìn)水口延伸。
[0006] 作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述便攜式測(cè)流裝置還包括連接于所述外套管上 的第一閥門和第二閥門以及連接于所述內(nèi)管上的第三閥門，所述第一閥門和第二閥門分別 位于所述進(jìn)水口處和出水口處，所述第三閥門連接于所述內(nèi)管的水平段上，且第三閥門相 較于所述第一閥門更靠近所述進(jìn)水口。
[0007] 作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述角度讀取裝置內(nèi)設(shè)有角度盤及指針，所述指 針始終保持豎直向下的指向，所述外套管表面設(shè)有角度刻度線。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型便攜式測(cè)流裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便攜性非常好，可適用于 野外測(cè)流用途，且操作簡(jiǎn)單，能快速、準(zhǔn)確的得到水流的流速，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
[0009]【【附圖說(shuō)明】】
[0010] 圖1為本實(shí)用新型所述的便攜式測(cè)流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2為本實(shí)用新型所述的便攜式測(cè)流裝置的使用狀態(tài)示意圖。
[0012] 圖3為在流速為零時(shí)本實(shí)用新型便攜式測(cè)流裝置的原理示意圖。
[0013] 圖4為在流速為v時(shí)本實(shí)用新型便攜式測(cè)流裝置的原理示意圖。
[0014] 【【具體實(shí)施方式】】
[0015] 請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型提供一種便攜式測(cè)流裝置100,包括外套管10、位于 所述套管內(nèi)的內(nèi)管20、連接于所述外套管10上的第一閥門30和第二閥門40、連接于所述 內(nèi)管20上的第三閥門50、以及位于所述外套管10頂部的角度讀取裝置60。
[0016] 所述外套管10呈倒T型的三通管，其設(shè)有橫向管11及垂直于所述橫向管11的豎 向管12,所述橫向管11與豎向管12連通，其中，所述橫向管11設(shè)有位于同一水平面上的 進(jìn)水口 A和出水口 B，所述第一閥門30和第二閥門40分別位于所述進(jìn)水口 A側(cè)和出水口 B 偵牝分別用于控制進(jìn)水口 A和出水口 B的開啟或閉合。另外，所述外套管10為透明材質(zhì)，其 表面設(shè)有刻度線。
[0017] 所述內(nèi)管20呈L型，其設(shè)有豎直段21和水平段22,所述豎直段21設(shè)于所述外套 管10的豎向管12內(nèi)，所述水平段22則設(shè)于所述橫向管11內(nèi)且朝向橫向管11的進(jìn)水口 A 延伸，其中，所述第三閥門50連接于所述水平段22上，且相較于所述第一閥門30更靠近所 述進(jìn)水口 A。所述內(nèi)管20和外套管10為同心管，兩者間設(shè)有間隙。
[0018] 所述角度讀取裝置60內(nèi)設(shè)有角度盤及指針，所述指針始終處于豎直向下的指向， 所述外套管表面設(shè)有角度刻度線。當(dāng)測(cè)流裝置100被傾斜擺放時(shí)，可顯示出當(dāng)前傾斜或旋 轉(zhuǎn)的角度，如圖2所示。
[0019] 野外測(cè)流時(shí)，將本實(shí)用新型測(cè)流裝置100放置于河水中，設(shè)河流流速為V，并使第 一閥門30、第二閥門40及第三閥門50均保持開啟狀態(tài)，將外套管10的進(jìn)水口 A側(cè)對(duì)準(zhǔn)來(lái) 水方向。
[0020] 當(dāng)內(nèi)管20和外套管10中的液面穩(wěn)定后，讀取當(dāng)前狀態(tài)下角度盤的讀數(shù)ω，即為測(cè) 流裝置100當(dāng)前的傾斜角度，然后，依次關(guān)閉第一閥門30、第二閥門40及第三閥門50。
[0021] 最后，從河水中取出測(cè)流裝置100,并保持傾斜角度ω不變，分別讀取內(nèi)管20的液 面值hi以及外套管10的液面值h2 (即所述間隙內(nèi)的液面值)，由此，得到內(nèi)管20與外套管 10的液面高度差公式為：
[0023] 參圖3和圖4所示，本實(shí)用新型測(cè)流裝置100的運(yùn)行原理為，當(dāng)水流流速為零時(shí)， 管中的液面與河流的水面齊平；當(dāng)水流流速為V時(shí)，由于管中水的動(dòng)能將轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，最終 管中的液面將升高Ah，根據(jù)能量守恒定律，液面上升高度Ah是以水流流速V為變量的函 數(shù)。對(duì)于進(jìn)水口 A處質(zhì)量為m的水體，在測(cè)流裝置100未插入水中前具有的動(dòng)能是
當(dāng)插 入水中且液面穩(wěn)定后，該水體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，即
即可求出
。可見，根據(jù)管中液面與水面的高度差即可求出水流速度。另外，由于水體及管壁的影響， 必須對(duì)計(jì)算公式進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，得到水流速度的?jì)算公式為：
[0025] 其中，k為皮托管系數(shù)，其位于0· 99-1. 01之間。
[0026] 此時(shí)，將公式（1)的液面高度差A(yù)h代入公式（2)中，即可得到當(dāng)前水流的流速。
[0027] 綜上所述，本實(shí)用新型便攜式測(cè)流裝置100結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，只需根據(jù)管內(nèi)液 面高度差即可計(jì)算得到當(dāng)前水流的流速，非常便捷，且小巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更適合隨身攜帶，方 便野外勘測(cè)。
[0028] 以上所述，僅是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，利用上述 揭示的方法內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，均屬于權(quán)利要求書保 護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種便攜式測(cè)流裝置，其特征在于，包括外套管、位于所述套管內(nèi)的內(nèi)管、以及位于 所述外套管頂部的角度讀取裝置；所述外套管呈倒T型并設(shè)有橫向管及垂直于所述橫向管 的豎向管，所述橫向管與豎向管連通，且橫向管設(shè)有進(jìn)水口和出水口；所述內(nèi)管呈L型且設(shè) 有豎直段和水平段，所述豎直段設(shè)于所述外套管的豎向管內(nèi)，所述水平段設(shè)于所述橫向管 內(nèi)且朝向所述橫向管的進(jìn)水口延伸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式測(cè)流裝置，其特征在于：所述便攜式測(cè)流裝置還包括 連接于所述外套管上的第一閥門和第二閥門以及連接于所述內(nèi)管上的第三閥門，所述第一 閥門和第二閥門分別位于所述進(jìn)水口處和出水口處，所述第三閥門連接于所述內(nèi)管的水平 段上，且第三閥門相較于所述第一閥門更靠近所述進(jìn)水口。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式測(cè)流裝置，其特征在于：所述角度讀取裝置內(nèi)設(shè)有角 度盤及指針，所述指針始終保持豎直向下的指向，所述外套管表面設(shè)有角度刻度線。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種便攜式測(cè)流裝置，其包括外套管、位于所述套管內(nèi)的內(nèi)管、以及位于所述外套管頂部的角度讀取裝置；所述外套管呈倒T型并設(shè)有橫向管及垂直于所述橫向管的豎向管，所述橫向管與豎向管連通，且橫向管設(shè)有進(jìn)水口和出水口；所述內(nèi)管呈L型且設(shè)有豎直段和水平段，所述豎直段設(shè)于所述外套管的豎向管內(nèi)，所述水平段設(shè)于所述橫向管內(nèi)且朝向所述橫向管的進(jìn)水口延伸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型便攜式測(cè)流裝置利用管內(nèi)外的液面高度差計(jì)算流體流速，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便攜性非常好，可適用于野外水流勘測(cè)用途，且操作簡(jiǎn)單，能快速、準(zhǔn)確的得到水流的流速，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【IPC分類】G01P5/00
【公開號(hào)】CN204989221
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520775582
【發(fā)明人】朱亮, 楊明楠, 劉景濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日