本實用新型涉及一種測量單向水流流速的裝置,可對單向流動水進行實時測量,并且可實時監(jiān)測顯示水流流速。

背景技術：

在目前的與水流流速相關的仿真模擬試驗中有關輕便簡易的水流測速裝置還比較少，而本裝置作為一種將機械動力裝置與精準的光學裝置結合起來的新型實時流速測量儀器，具有造價低廉,測量精準,攜帶方便等優(yōu)點，可在測量水流流速時極大的方便使用者。本裝置結構簡單，體積小巧，使用方便，測量精確，并且可實時監(jiān)測水流流速，可以方便地開展與水流流速相關的仿真模擬試驗，且可用來野外作業(yè)，測量自然條件下定點的單向水流流速。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種儀器能夠實時測量單向水流的流速，并且直觀的讀取實時測量數(shù)據(jù)。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出以下技術方案：一種測量單向水流流速的裝置，它包括機械傳動機構和光學測量裝置，所述光學測量裝置安裝在機械傳動機構的頂部。

所述機械傳動機構包括螺旋葉片，所述螺旋葉片設置在主軸的外壁，所述主軸的頂端中心設置有連接軸，所述連接軸。

所述光學測量裝置包括殼體，所述殼體中心加工有中心孔，所述連接軸穿過殼體的中心孔，所述殼體的內壁上安裝有光控計數(shù)器，所述光控計數(shù)器上安裝有光敏電阻，所述光敏電阻與線光源發(fā)射器相配合，所述連接軸的頂部安裝有遮光擋片，所述遮光擋片擋住光線。

所述光控計數(shù)器通過信號線與液晶顯示器相連，所述液晶顯示器安裝在殼體的外壁上。

所述光控計數(shù)器與單片機控制器相連，所述單片機控制器的信號輸出端與液晶顯示器的信號輸入端相連。

本實用新型有如下有益效果：

本裝置可實現(xiàn)對單向水流流速的實時測量，通過單向水流對沒入水中的機械轉動部分螺旋葉片的沖刷，使得螺旋葉片轉動并帶動轉動軸承延伸連接桿轉動，伸入光學測量部分殼體內部的部分轉動軸承延伸連接桿和固定在其上的遮光擋片也會隨之一起轉動，且保持角速度一致。殼體內設置的光源發(fā)射器、光敏電阻、光控計數(shù)器和數(shù)控系統(tǒng)共同構成了裝置的光學測量部分，可將轉動軸承的機械轉動轉化為光學可檢測到的電路電流變化，對轉動軸承的轉動情況實施精確測量并進行實時監(jiān)測。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

圖2為本實用新型的光學測量裝置結構示意圖。

圖中：光學測量裝置1、機械傳動機構2、螺旋葉片3、主軸4、連接軸5、液晶顯示器6、殼體7、遮光擋片8、線光源發(fā)射器9、光敏電阻10、光控計數(shù)器11。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。

如圖1-2，一種測量單向水流流速的裝置，它包括機械傳動機構2和光學測量裝置1，所述光學測量裝置1安裝在機械傳動機構2的頂部。

進一步的，所述機械傳動機構2包括螺旋葉片3，所述螺旋葉片3設置在主軸4的外壁，所述主軸4的頂端中心設置有連接軸5，所述連接軸5。通過水流能夠帶動螺旋葉片3轉動，進而帶動主軸4轉動，通過主軸4帶動與之相連的連接軸5，通過連接軸5帶動遮光片8。

進一步的，所述光學測量裝置1包括殼體7，所述殼體7中心加工有中心孔，所述連接軸5穿過殼體7的中心孔，所述殼體7的內壁上安裝有光控計數(shù)器11，所述光控計數(shù)器11上安裝有光敏電阻10，所述光敏電阻10與線光源發(fā)射器9相配合，所述連接軸5的頂部安裝有遮光擋片8，所述遮光擋片8擋住光線12。當水流帶動機械傳動機構2轉動時，光學測量裝置1中伸入的轉動軸承延伸連接軸5會以相同的角速度轉動，并帶動其上的遮光擋片8轉動，當遮光擋片8轉動一周時，光線12會被遮擋一次，則光敏電阻10上落下的光點會迅速閃爍一次。光敏電阻10的電阻會隨光照強度的增強而減小，電流增大；隨光照強度的減弱而增大，電流減小，因此將光點的一次閃爍轉化為通過光敏電阻10的一次電流變化信號。

進一步的，所述光控計數(shù)器11通過信號線與液晶顯示器6相連，所述液晶顯示器6安裝在殼體7的外壁上。通過液晶顯示器6能夠正常的顯示水流速相關信息。

進一步的，所述光控計數(shù)器11與單片機控制器相連，所述單片機控制器的信號輸出端與液晶顯示器6的信號輸入端相連。通過單片機控制器能夠將光敏電阻10接受到的光信號通過計算轉變成數(shù)字信號，最終顯示到液晶顯示器6上。

本實用新型的工作過程和工作原理為：

光學測量裝置1的殼體7的中軸線位置有伸入的轉動軸承延伸連接軸5，主軸4延伸連接軸5上有一遮光擋片8與之垂直相連，可隨之一起轉動。光學測量部分殼體7內部固定有一線光源發(fā)射器9，通過光源發(fā)射器9發(fā)射的一束光線12可恰好與遮光擋片8的端部旋轉圓周相切。當線光源發(fā)射器9發(fā)射出的光線12不能被遮光擋片8遮住時，光線12落在殼體內壁上有光點，在光點位置有光敏電阻10。光敏電阻10連接有光控計數(shù)器11，光控計數(shù)器11與殼體外部液晶顯示器6相連，將計得結果反饋給液晶顯示器6并在其上直接顯示出水流流速。

當水流帶動機械傳動機構2轉動時，光學測量裝置1中伸入的轉動軸承延伸連接軸5會以相同的角速度轉動，并帶動其上的遮光擋片8轉動，當遮光擋片8轉動一周時，光線12會被遮擋一次，則光敏電阻10上落下的光點會迅速閃爍一次。光敏電阻10的電阻會隨光照強度的增強而減小，電流增大；隨光照強度的減弱而增大，電流減小，因此將光點的一次閃爍轉化為通過光敏電阻10的一次電流變化信號。與光敏電阻10構成閉合回路的光控計數(shù)器11記錄每秒鐘電路中電流的變化次數(shù)n，可得到電流變化一次所需時間1/n，即為遮光擋片8轉動一周所需時間，也即軸承延伸連接桿5轉動一周所需時間，則軸承延伸連接桿角速度可計算得

若已知螺旋葉片旋轉半徑為r,則可得到螺旋葉片的端部切向線速度為τ＝ωr＝2nπr，即可近似作為水流沖擊螺旋葉片時的水流速度。

通過上述的說明內容，本領域技術人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改都在本實用新型的保護范圍之內。本實用新型的未盡事宜，屬于本領域技術人員的公知常識。