專利名稱：微型旋槳式動(dòng)態(tài)流速儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量水流運(yùn)動(dòng)速度的流速儀。特別適用于測(cè)量緩變不穩(wěn)定流速。
自從1790年發(fā)明旋轉(zhuǎn)式流速儀以來(lái)，以后雖又有多種型式的流速儀出現(xiàn)，但直到今天世界各國(guó)在河渠水文測(cè)驗(yàn)和河渠工程模型試驗(yàn)中仍主要使用旋漿式流速儀或與之相近的旋杯式流速儀。
河渠工程及其模型試驗(yàn)的發(fā)展。要求測(cè)量不穩(wěn)定流速變化過(guò)程(通常屬于緩變類型)，使傳統(tǒng)的流速儀無(wú)能為力。一方面旋漿本身的響應(yīng)速度不夠。一方面是儀器主機(jī)的計(jì)數(shù)誤差，限制了它僅能適用于穩(wěn)定流條件下測(cè)量平均流速，也使它在常規(guī)施測(cè)時(shí)間內(nèi)測(cè)量20厘米／秒的低流速精度很差。
本實(shí)用新型由傳感器、電纜、主機(jī)(含顯示、打印設(shè)備)等組成。其構(gòu)成框圖如

圖1所示。
與傳統(tǒng)旋漿式流速儀比較，本實(shí)用新型作了以下改進(jìn)。
1.盡可能減小旋漿的質(zhì)量／回轉(zhuǎn)直徑長(zhǎng)度的數(shù)值現(xiàn)已將回轉(zhuǎn)直徑為10毫米，長(zhǎng)12毫米的旋漿其質(zhì)量減小到0.11克，經(jīng)專用設(shè)備檢定適用的流速變化率可達(dá)20厘米／秒／秒。同時(shí)將旋漿式流速儀的工作方法由傳統(tǒng)的定時(shí)計(jì)測(cè)旋漿轉(zhuǎn)數(shù)(或脈沖數(shù))改為計(jì)測(cè)旋漿轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間。即旋漿每轉(zhuǎn)一周就能獲得一個(gè)流速值。從而避免了前者由于不可避免地存在一個(gè)數(shù)字的絕對(duì)誤差，難以測(cè)量不穩(wěn)定流速變化過(guò)程和測(cè)低流速精度差的缺陷。儀器打印輸出周期累加值(時(shí)間)和對(duì)應(yīng)的流速值。便于繪制流速變化過(guò)程線。
2.已往的微型旋漿式流速儀(Miniatnrepropeller－typeCurrentmeter)與主機(jī)的連接電纜長(zhǎng)度不超過(guò)20余米，不便于模型試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)集中檢測(cè)流速。本實(shí)用新型在傳感器上加裝了振蕩，放大等器件如圖2，同時(shí)采用高輸入阻抗的器件作主機(jī)的輸入電路，傳感器與主機(jī)之間用三芯電纜連接，傳輸距離達(dá)500米。
3.由于流速儀是在水流紊動(dòng)很弱的理想條件下標(biāo)定的，而應(yīng)用環(huán)境中通常水流紊動(dòng)較強(qiáng)，根據(jù)已往資料，應(yīng)用中因水流紊動(dòng)，主要是水流左右擺動(dòng)，造成旋漿式流速儀讀數(shù)偏小圖3，本實(shí)用新型在旋漿迎水面下部增加了阻尼器。使旋漿在其軸線上下部所受推力不等，當(dāng)水流擺動(dòng)角度△θ不超過(guò)±15度時(shí)，由于阻尼器對(duì)水流的阻力，當(dāng)流向偏左時(shí)旋漿上部受到的推力的增量較旋漿下部受到的阻力的增量絕對(duì)值稍大(旋漿按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng))；使旋漿轉(zhuǎn)速較對(duì)正流向時(shí)略增大。當(dāng)流向偏右時(shí)，旋漿上部阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)的力的增力較下部推力的增量絕對(duì)值稍大，使旋漿轉(zhuǎn)速較對(duì)正流向時(shí)略減小。這樣流向左右擺動(dòng)造成的測(cè)量誤差就能得到一定程度的補(bǔ)償圖5。
4.本實(shí)用新型采用單板微機(jī)為智能部件，能同時(shí)檢測(cè)一至八點(diǎn)流速。
圖示說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖，圖中傳感器數(shù)量為8個(gè)；圖2為在傳感器上加裝的振蕩放大電路圖3為傳統(tǒng)流速儀在水流紊動(dòng)情況下的誤差曲線其中虛線為理論曲線，實(shí)線為實(shí)驗(yàn)曲線圖4(a)為傳感器組件構(gòu)造圖。圖中，1振蕩放大電路盒，2插座，3導(dǎo)線，4測(cè)桿，5嵌件，6補(bǔ)償電極，7測(cè)速電極，8旋漿，9軸尖，10順?biāo)保?1軸承架(公共電極)，12螺釘，13寶石軸承，14托片，15測(cè)深電極，16寶石軸承，17軸尖，18流向標(biāo)，19測(cè)向電極，20阻尼器。圖4(b)為傳感器旋漿正視圖，圖中，20阻尼器，11軸承架(公共電極)。圖4(C)、圖4(d)為傳感器旋漿俯視圖，圖中，8旋漿。
圖5為加裝阻尼器前后測(cè)量誤差對(duì)比，(a)為沒設(shè)阻尼器誤差曲線(b)為加裝阻尼器誤差曲線。
權(quán)利要求1.一種由傳感器、電纜、計(jì)算機(jī)、顯示打印設(shè)備構(gòu)成的測(cè)量水流動(dòng)態(tài)狀況的微型旋漿式流速儀。其特征是在此流速儀的傳感器旋漿迎水面下部裝有阻尼器。
2.如權(quán)利要求1所述流速儀，其特征是在傳感器上裝有振蕩，放大電路盒。
3.如權(quán)利要求1及權(quán)利要求2所述流速儀，其特征是此流速儀的運(yùn)行方式采用計(jì)測(cè)旋漿轉(zhuǎn)動(dòng)周期。
專利摘要本實(shí)用新型為一種測(cè)量緩變不穩(wěn)定流速的旋槳式流速儀，由傳感器、電纜、計(jì)算機(jī)、顯示打印設(shè)備組成，在信號(hào)采樣中使用計(jì)測(cè)旋槳旋轉(zhuǎn)周期方法，對(duì)不穩(wěn)定流能點(diǎn)繪出流速變化過(guò)程線。本實(shí)用新型在傳感器上裝有振蕩放大器、信號(hào)傳輸距離加大，由于在傳感器旋槳迎水面裝有非對(duì)稱阻尼器使其在紊流情況下測(cè)量誤差得以自動(dòng)補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G01P5/07GK2033906SQ8820512
公開日1989年3月8日 申請(qǐng)日期1988年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月30日
發(fā)明者余大為 申請(qǐng)人:重慶交通學(xué)院