一種便攜式流速儀檢定裝置的制作方法

本實用新型涉及一種便攜式流速儀檢定裝置，屬于流速儀檢定技術領域。

背景技術：

我國是一個水資源豐富的國家，流速測量對于掌握水資源運動的自然規律、合理開發和利用水資源、防汛抗災等都起著極其重要的作用。隨著科學技術的不斷發展，流速儀的技術水平也在不斷的提高，出現了一大批先進的流速儀產品。其中，便攜式轉子流速儀憑借其結構簡單，可靠性高，價格低廉，環境適應性強等優點而備受水文工作者青睞。

為了保證測流儀的準確性，根據國家行業標準(SL/T150-95)《直線明槽中轉子式流速儀的檢定方法》的規定，轉子式流速儀需要定期進行檢定。我國水利系統共建設了15個直線明渠水槽，目前尚有十余條檢定水槽能基本維持正常運作。除濰坊、遼寧等少數水槽條件較好外，其余各水槽都不同程度上存在設備陳舊，技術落后，檢定精度低等問題，給流速儀檢定帶來很大不便。現有直線明渠水槽長度約為130～180米，體積龐大，建造和維護成本較高，難以為測流儀的機動檢定提供保障；又因水槽制動段長度有限，在制動過程中對動力系統損傷較嚴重，甚至出現安全事故。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種采用分體式結構設計，有利于實現流速儀機動檢定，具有建造和維護成本低的便攜式流速儀檢定裝置。

本實用新型為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本實用新型設計了一種便攜式流速儀檢定裝置，包括圓環形水槽、軸承平臺、圖像采集支架、圖像采集裝置、流速儀、光電測速傳感器、光電開關、起止擋光片、固定支架、第一電控行走裝置、本地控制器、測速裝置支架、兩根傳動支架、至少一片測速擋光片和至少兩根擋光片固定桿；其中，本地控制器分別與圖像采集裝置、光電測速傳感器、光電開關、第一電控行走裝置相連接；圓環形水槽水平設置，固定支架的高度高于圓環形水槽的高度，固定支架底部設置在圓環形水槽的圓心位置，軸承平臺設置于固定支架頂端，兩根傳動支架的長度彼此相等，傳動支架的長度大于圓環形水槽的外徑，兩傳動支架的其中一端分別與軸承平臺的側面相固定連接，且兩根傳動支架彼此共線，第一電控行走裝置通過連接件與其中一根傳動支架上遠離軸承平臺的一端相連接，第一電控行走裝置在與圓環形水槽所設平面相平行的面上，以圓環形水槽的圓心為圓心、傳動支架長為半徑進行圓周運動，兩根傳動支架在第一電控行走裝置驅動下、以軸承平臺為軸心水平轉動；流速儀通過連接件固定連接在其中一根傳動支架上對應圓環形水槽的位置，兩根傳動支架以軸承平臺為軸心水平轉動過程中，流速儀始終位于圓環形水槽中；圖像采集裝置通過圖像采集支架固定連接在其中一根傳動支架上，且圖像采集裝置的圖像采集方向指向流速儀的流速示值窗；各根擋光片固定桿彼此等跨度的豎直設置在圓環形水槽的外側，且各根擋光片固定桿分別到圓環形水槽的圓心距離彼此相等，測速擋光片的數量為擋光片固定桿的根數減一，起止擋光片設置在其中一根擋光片固定桿的下半段上，且起止擋光片背向圓環形水槽圓心方向水平設置，各片測速擋光片分別設置在其余各根擋光片固定桿的上半段上，且各片測速擋光片分別背向圓環形水槽圓心方向水平設置；測速裝置支架設置在另一根傳動支架上、遠離軸承平臺的一端上，且測速裝置支架位于所連端部的下方，光電測速傳感器、光電開關分別設置在測速裝置支架上面向圓環形水槽一側的上、下位置，光電測速傳感器的工作方向豎直向上，光電開關的工作方向豎直向下，且兩根傳動支架以軸承平臺為軸心水平轉動過程中，光電測速傳感器和光電開關的移動軌跡位于各片測速擋光片與起止擋光片之間。

作為本實用新型的一種優選技術方案：還包括與所述本地控制器相連接的第二電控行走裝置，第二電控行走裝置通過所述測速裝置支架與所述另一根傳動支架上遠離軸承平臺的一端相連接，且第二電控行走裝置位于該傳動支架的下方，所述光電測速傳感器、光電開關分別設置在第二電控行走裝置上面向圓環形水槽一側的上、下位置，光電測速傳感器的工作方向豎直向上，光電開關的工作方向豎直向下，且兩根傳動支架以軸承平臺為軸心水平轉動過程中，光電測速傳感器和光電開關的移動軌跡位于各片測速擋光片與起止擋光片之間。

作為本實用新型的一種優選技術方案：還包括兩組支撐輪裝置，各組支撐輪裝置分別與所述傳動支架一一對應，各組支撐輪裝置分別包括支撐桿和支撐輪，支撐桿的高度加支撐輪的直徑與固定支架的高度相適應，支撐桿的其中一端與對應支撐輪相連接，支撐桿的另一端與對應傳動支架相連接、豎直位于對應傳動支架的下方，且支撐桿另一端所連對應傳動支架的位置，在豎直方向上投影于所述圓環形水槽內側邊所圍區域中。

作為本實用新型的一種優選技術方案：還包括總控制終端和網絡通信模塊，總控制終端通過網絡通信模塊與所述本地控制器相通信。

作為本實用新型的一種優選技術方案：所述固定支架為三腳固定架。

作為本實用新型的一種優選技術方案：還包括設置在所述三腳固定架中各個腳底部的吸盤。

作為本實用新型的一種優選技術方案：所述圖像采集裝置為無線攝像機。

本實用新型所述一種便攜式流速儀檢定裝置采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

（1）本實用新型設計的便攜式流速儀檢定裝置，采用分體式結構設計，利用圓環形水槽代替傳統的直線明槽，與直線明槽相比，該圓環形水槽結構簡單，攜帶方便，可進行現場快速分解與組裝，且該裝置占地空間小，制作和維護成本低，可為流速儀提供更豐富的檢定條件，有效降低了其檢定成本；

（2）本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置中，因采用圓環形水槽作為檢定環境，故在完成某個速度點上示值檢定時，裝置可在無動力狀態下自由滑行至停止，無需對裝置進行剎車制動，從而有效降低了動力系統的故障率及發生安全事故的概率；

（3）本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置，其檢定范圍為0.1～4.5米每秒，檢定精度可達到0.01米每秒，溫度范圍為-20℃～50℃，具有較高的環境適應性，檢定范圍及檢定精度均滿足實際測量需求。

附圖說明

圖1是本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置中圓環形水槽與測速擋光片結構示意圖；

圖3是本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置的控制示意圖；

圖4是本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置的檢定過程示意圖。

其中，1. 圓環形水槽，2. 傳動支架，3. 軸承平臺，4. 圖像采集支架，5. 圖像采集裝置，6. 流速儀，7. 擋光片固定桿，8. 測速擋光片，9. 光電測速傳感器，10. 光電開關，11. 起止擋光片，12. 固定支架，13. 吸盤，14. 支撐輪裝置，15. 第一電控行走裝置，16. 本地控制器，17. 網絡通信模塊，18. 總控制終端，19. 測速裝置支架，20. 支撐桿，21. 支撐輪，22. 第二電控行走裝置。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本實用新型設計了一種便攜式流速儀檢定裝置，在實際應用過程當中，具體包括圓環形水槽1、軸承平臺3、圖像采集支架4、圖像采集裝置5、流速儀6、光電測速傳感器9、光電開關10、起止擋光片11、固定支架12、第一電控行走裝置15、本地控制器16、測速裝置支架19、第二電控行走裝置22、總控制終端18、網絡通信模塊17、兩根傳動支架2、兩組支撐輪裝置14、至少一片測速擋光片8和至少兩根擋光片固定桿7；其中，本地控制器16分別與圖像采集裝置5、光電測速傳感器9、光電開關10、第一電控行走裝置15、第二電控行走裝置22相連接；圓環形水槽1水平設置，固定支架12的高度高于圓環形水槽1的高度，固定支架12底部設置在圓環形水槽1的圓心位置，軸承平臺3設置于固定支架12頂端，兩根傳動支架2的長度彼此相等，傳動支架2的長度大于圓環形水槽1的外徑，兩傳動支架2的其中一端分別與軸承平臺3的側面相固定連接，且兩根傳動支架2彼此共線，第一電控行走裝置15通過連接件與其中一根傳動支架2上遠離軸承平臺3的一端相連接，第一電控行走裝置15在與圓環形水槽1所設平面相平行的面上，以圓環形水槽1的圓心為圓心、傳動支架2長為半徑進行圓周運動，兩根傳動支架2在第一電控行走裝置15驅動下、以軸承平臺3為軸心水平轉動；流速儀6通過連接件固定連接在其中一根傳動支架2上對應圓環形水槽1的位置，兩根傳動支架2以軸承平臺3為軸心水平轉動過程中，流速儀6始終位于圓環形水槽1中；圖像采集裝置5通過圖像采集支架4固定連接在其中一根傳動支架2上，且圖像采集裝置5的圖像采集方向指向流速儀6的流速示值窗；如圖2所示，各根擋光片固定桿7彼此等跨度的豎直設置在圓環形水槽1的外側，且各根擋光片固定桿7分別到圓環形水槽1的圓心距離彼此相等，測速擋光片8的數量為擋光片固定桿7的根數減一，起止擋光片11設置在其中一根擋光片固定桿7的下半段上，且起止擋光片11背向圓環形水槽1圓心方向水平設置，各片測速擋光片8分別設置在其余各根擋光片固定桿7的上半段上，且各片測速擋光片8分別背向圓環形水槽1圓心方向水平設置；第二電控行走裝置22通過所述測速裝置支架19與所述另一根傳動支架2上遠離軸承平臺3的一端相連接，且第二電控行走裝置22位于該傳動支架2的下方，所述光電測速傳感器9、光電開關10分別設置在第二電控行走裝置22上面向圓環形水槽1一側的上、下位置，光電測速傳感器9的工作方向豎直向上，光電開關10的工作方向豎直向下，且兩根傳動支架2以軸承平臺3為軸心水平轉動過程中，光電測速傳感器9和光電開關10的移動軌跡位于各片測速擋光片8與起止擋光片11之間；各組支撐輪裝置14分別與所述傳動支架2一一對應，各組支撐輪裝置14分別包括支撐桿20和支撐輪21，支撐桿20的高度加支撐輪21的直徑與固定支架12的高度相適應，支撐桿20的其中一端與對應支撐輪21相連接，支撐桿20的另一端與對應傳動支架2相連接、豎直位于對應傳動支架2的下方，且支撐桿20另一端所連對應傳動支架2的位置，在豎直方向上投影于所述圓環形水槽1內側邊所圍區域中；總控制終端18通過網絡通信模塊17與所述本地控制器16相通信；實際應用中，其中，固定支架12設計采用三腳固定架，三腳固定架中各個腳底部設計設置吸盤13，圖像采集裝置5設計采用無線攝像機，實際應用中，第一電控行走裝置15與第二電控行走裝置22可以具體采用電動自行車實現，并且，擋光片固定桿7的數量為20。

將上述本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置，應用到實際的流速儀測定過程中，如圖3和圖4所示，基于至少一種指定控制速度下，實現流速儀的檢定，其中，各個指定控制速度下的檢定，在圓環形水槽1中水面靜止的情況下，分別執行如下操作執行。

推動第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22，使得兩根傳動支架2以軸承平臺3為軸心水平轉動，光電開關10經過起止擋光片11，使得光電開關10向本地控制器16發送起始信號，取消針對第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22的推動力；接著，本地控制器16根據起始信號，控制圖像采集裝置5工作，同時向第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22發出以指定控制速度進行移動的控制指令，第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22圍繞所述圓環形水槽1移動一周，帶動兩根傳動支架2以軸承平臺3為軸心水平轉動一周，轉動一周后，當光電開關10再次經過起止擋光片11，使得光電開關10向本地控制器16發送終止信號，本地控制器16根據終止信號，控制圖像采集裝置5停止工作，同時向第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22發出停止控制指令，使得第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22逐漸減速直至停止；在本地控制器16向第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22發出移動控制指令下，第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22轉動一周的過程中，第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22先是以加速度進行移動，然后速度趨于平穩，與此同時，連接在測速裝置支架19上的光電測速傳感器9依次經過各片測速擋光片8，與此同時，光電測速傳感器9將所采集得到的信號發送至本地控制器16中，則本地控制器16會得到一組脈沖序列，且在第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22加速至趨于平穩速度的過程中，本地控制器16所得一組脈沖序列中相鄰脈沖之間的時間間隔逐漸趨于相等，本地控制器16根據光電測速傳感器9到圓環形水槽1圓心的距離，獲得相鄰脈沖之間的時間間隔相等時，所對應光電測速傳感器9的移動速度，作為實測速度值，同時，在第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22先加速度，再趨于平穩速度的一周轉動過程中，本地控制器16實時獲得圖像采集裝置5針對流速儀6流速示值窗的圖像，由于第一電控行走裝置15和第二電控行走裝置22先加速度，再趨于平穩速度，與之相對應，本地控制器16由圖像采集裝置5所采集圖像中的數據同樣呈現先加速，再趨于平穩速度，本地控制器16獲得其中平穩速度，作為流速儀6所檢測的速度值，最后，本地控制器16針對實測速度值與流速儀6所檢測的速度值進行比較，獲得流速儀6的檢測誤差，由此實現針對流速儀的檢定。

本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置，在實際應用過程當中，基于上述結構設計與實際應用，采用分體式結構設計，利用圓環形水槽1代替傳統的直線明槽，與直線明槽相比，該圓環形水槽1結構簡單，攜帶方便，可進行現場快速分解與組裝，且該裝置占地空間小，制作和維護成本低，可為流速儀6提供更豐富的檢定條件，有效降低了其檢定成本；并且，因采用圓環形水槽1作為檢定環境，故在完成某個速度點上示值檢定時，裝置可在無動力狀態下自由滑行至停止，無需對裝置進行剎車制動，從而有效降低了動力系統的故障率及發生安全事故的概率；不僅如此，實際應用中，本實用新型所設計便攜式流速儀檢定裝置，其檢定范圍為0.1～4.5米每秒，檢定精度可達到0.01米每秒，溫度范圍為-20℃～50℃，具有較高的環境適應性，檢定范圍及檢定精度均滿足實際測量需求。

上面結合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。