Устройство для измерения параметров открытого потока Советский патент 1992 года по МПК G01F1/52 

Изобретение относится к области гидрологического приборостроения и может быть использовано при измерении расхода воды в руслах посредством измерения местной скорости потока в одной точке его поперечного сечения.

Известно устройство для измерения параметров открытого потока, содержащее штангу, поплавок, механизм крепления датчиков, выполненный в виде последовательного наслоения шарнирных ромбов, нижним концом укрепленный на штанге, а верхним соединенный с поплавком, подвижно установленным на штанге

Недостатком этого устройства является возможность установки датчиков на постоянную относительную глубину. что делает устройство неприемлемым для измерения параметров потока при измерении расхода в одной точке сечения, где местная скорость равна средней скорости потока. Так, это устройство дает возможность устанавливать датчик на необходимую постоянную относительную глубину R TT где ho- расстояние п

от дна до точки измерения по вертикали; Н

- глубина потока, а необходимо R f тг

п

Этот недостаток устраняет устройство, содержащее расположенный на штанге датчик скорости и кинематически связанный с ним через передающее устройство в виде троса с блоком, поплавковый датчик уровня, закрепленные на балке.

Недостатком устройства является невысокая точность регулировки положения датчика скорости по глубине потока, которая уменьшается с увеличением скорости потока.

Цель изобретения - повышение точности при определении расхода воды за счет обеспечения возможности регулировки положения датчика скорости по глубине потока Это позволяет устанавливать датчик скорости в требуемую точку независимо от скорости потока.

м

Ё

J 1

00

ел ы ю

Цель достигается тем, что передающее устройство дополнительно снабжено двумя шестернями, установленными на балке и последовательно соединенными с блоком, выполненным составным и спиралеобразным, при этом поплавковый датчик уровня выполнен обтекаемой формы и шарнирно соединен с помощью введенного рычага с одной из шестерен, а на верхней части штанги закреплен груз.

Устранение непосредственного контакта поплавка с водой по глубине потока сводит к минимуму воздействие гидродинамических сил потока.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - составной спиралеобразный блок.

Устройство для измерения параметров открытого потока устанавливается в русле или на берегу на свае 1, к ней прикреплена поперек русла балка 2, к которой шарниром 3 и подпружиненной защелкой 4 прикреплен опорный элемент, например в виде Г- образной балки 5, которая спереди имеет упоры 6 с вращающимися направляющими 7, где подвижно в вертикальном направлении установлена штанга 8, например эллиптического сечения, с датчиком скорости. В верхней части штанги прикреплен груз 10, одновременно являющийся ограничителем хода штанги. С нижней обратной стороны штанги прикреплен трос 11, который пропущен через блок 12, затем намотан в канавки спиралеобразного блока 13 и закреплен скобой 14, а остаток троса намотан на блок 15 и закреплен. Спиралеобразный блок 13, блок 15 и шестерня 16 зубчатой передачи жестко закреплены на валу 17, при этом шестерня 16 находится в зацеплении с шестерней 18, установленной на оси 19. К шестерне 18 жестко прикреплен рычаг 20, на другом конце которого шарнирно прикреплен плоский поплавок 21 (датчик уровня) обтекаемой формы, установленный на поверхности потока. Так осуществлена кинематическая связь датчика скорости на штанге через передающее устройство в виде троса с блоками с поплавковым датчиком уровня. На балке 2 установлен регистратор уровня 22, который соединен с валом 17. Спиралеобразный блок 13 выполнен составным для задания различных параметров спирали, например, в основании блока 13 радиально высверлены отверстия и нарезана резьба, куда ввернуты шпильки 23, с другой стороны имеющие гайки 24, в которые ввернуты шпильки 25 кронштейна 26, в пазах которого находится образующая спирали 27 из упругого материала и имеющая канавку для троса.

Устройство для измерения параметров

открытого потока работает следующим образом.

Устройство устанавливают так, что штанга 8 находится на вертикали, где местная скорость равна средней скорости потока. Направление движения потока показано стрелкой на фиг. 1. При повышении уровня воды в русле поплавок 21 поднимается, при этом приводится во вращение шестерня 16,

и на спиралеобразный блок 13 в канавку наматывается трос 11, причем штанга 8 с датчиком 9 поднимается на заданную на спирали относительную глубину. При уменьшении уровня воды поплавок 21 опускается,

соответственно все происходит в противоположную сторону, Груз 10 постоянно натя- гиваеттрос. Получим информацию с датчика 9 о средней скорости потока и с регистратора уровня 22 об уровне воды, которому соответствуют определенные площади живого сечения, поэтому перемножим скорость на площадь и получим расход.

Для замены датчика 9 из зацепления выводят защелку 4 и, предварительно отсоединив от вала 17 регистратор уровня 22, Г-образную балку 5 поворачивают в шарнире 3 до вертикального положения. После замены датчика 9 балку 5 поворачивают в горизонтальное положение, фиксируют ее

защелкой 4 и вал 17 соединяют с регистратором уровня 22.

Формула изобретения Устройство для измерения параметров открытого потока, содержащее расположенный на штанге датчик скорости и кинематически связанный с ним через передающее устройство в виде троса с блоком поплавковый датчик уровня, закрепленные на балке, отличающееся тем, что,

с целью повышения точности при определении расхода воды путем обеспечения возможности регулировки положения датчика скорости по глубине потока, передающее устройство дополнительно снабжено двумя

шестернями, установленными на балке и последовательно соединенными с блоком, выполненным составным и спиралеобразным, при этом поплавковый датчик уровня выполнен обтекаемой формы и шарнирно

соединен с помощью введенного рычага с одной из шестерен, а на верхней части штанги закреплен груз.

311 15 Ю , /7 18

5Д А/

7 6

7

I 4J „

70 7/ 72

rb

20

2/

FN 7

I 4J „

X и

22

Использование: при измерении расхода воды в руслах посредством измерения местной скорости потока в одной точке его поперечного сечения. Сущность изобретения: установленное в открытый поток устройство посредством датчика скорости дает информацию о средней скорости потока в сечении, где он расположен, а поплавок - об уровне в русле. Положение датчика скорости меняется одновременно с изменением уровня в русле посредством шестерен спиралеобразного блока и троса. Выполнение спиралеобразного блока составным позволяет устанавливать датчик скорости в заданную точку посредством шпилек и гаек, 3 ил.

///////// ////// /// /// /// /// /// /// /// //////////// /// ////////////

Фиг.1

8 10 $12 /У 22 1$

/// /// /// /// /// /// /// /// /V/ П) Ш-777

иг.2

18

21

Уиг.З

15