專利名稱:量水計的制作方法
本發(fā)明屬儀表計量技術(shù)，可用于水利、水文、農(nóng)田、灌溉、城市和環(huán)境保護用水和排水量的計量等領(lǐng)域中，有關(guān)現(xiàn)有量水方法的文件見水利電力部水文局、農(nóng)水司和各省水利、環(huán)保部門編印的有關(guān)文件和書刊。
已有的明渠(開敞式渠道)瞬時流量測量方法是用流速儀測得流體的流動速度和渠道的斷面面積，二者相乘取得，或者在對已經(jīng)多年測算建立了水位-流量關(guān)系曲線的渠道上只測取水位值也可以推求當時的流量，而某一時段的總過水量則只有通過由本時段內(nèi)測得的某一次或數(shù)次瞬時流量值為代表，乘以時間而求得。由于渠道中的流速水位一般都是隨時變化的，而且測流時流速儀放置的位置很難做到所測得的正好代表當時的平均流速，因此用這些辦法測得的瞬時流量和時段總流水量既費人力，又必然存在有相當?shù)钠睢?br>為達此目的，本量水計設(shè)計有安裝在渠道測量斷面上的閘板，使上游來水通過閘板上的噴咀流出，在閘板上下游造成一定的水位差，利用分別安裝在閘板兩側(cè)的浮子感受水位變化，并將這兩個水位的差值轉(zhuǎn)化為凸輪的旋轉(zhuǎn)運動。在時鐘機構(gòu)的輸出軸和凸輪的從動件上又設(shè)計有一對摩擦輪，使由時鐘傳來的等速運動轉(zhuǎn)變?yōu)榘茨Σ凛唽?由于凸輪的作用)所處的傳動關(guān)系而改變的變速運動，最后推動記錄器，以顯示出來通過此測量斷面的總水量，而任何時間凸輪從動件所處之位置相對應(yīng)的指針指示出通過本測量斷面的瞬時流量。
附圖 量水計的結(jié)構(gòu)示意圖本量水計整個儀器安裝在按渠道斷面形狀制作的閘板「1」上，閘板的下部有一個允許水流通過的噴咀「2」指向下游，閘板的兩測和底部借助氣囊「3」充氣之后固定閘板和止水，使水只能從噴咀「2」中流過，由于閘板噴咀「2」對水流的阻力，使上下游形成一個水位差Z，按水力學(xué)的原理，在一定的條件下，流經(jīng)噴咀「2」的流量正比于閘板噴咀「2」上下游的水位差即Q(米3/秒)＝mw 2gz式中 m為流量系數(shù)，由實測求得w為噴咀出口斷面積，M2g為重力加速度，9.81米/秒2z為上下游水位差，米由于m，w、g均為常數(shù)，所以流量Q與水位差z成正比。
水位差Z是借助閘板「1」兩邊分別安裝的上下游浮子「4」「5」來測定的，兩只浮子「4」「5」都能按水位的高低自由浮動，但二者之間有連線「6」連接，線的一端固定在下游浮子「5」上，另一端通過與上游浮子「4」成一體的滑輪「7」接到固定在上游浮子「4」上的水量積算器「8」中的繞輪「9」上，當閘板「1」上下游水位在同一水平時，噴咀「2」中沒有水流動，上下游浮子「4」「5」也在同一水平上，計數(shù)器「14」的指針指向零。如果上游來水經(jīng)噴咀「2」下泄，由于閘板噴咀「2」的阻力，上游水位必將高于下游水位，形成了水位差Z，此時上游浮子「4」上浮得多，而下游浮子「5」上浮得少，連線「6」將被拉出一段，帶動繞線輪「9」旋轉(zhuǎn)一定的角度，指針即偏離零位而指示出一個流量數(shù)值，亦即渠道中瞬時流量。Q瞬時米3/秒。
在水量積算器「8」中裝有時鐘機構(gòu)「12」，其輸出軸上裝有大摩擦輪「10」并將力矩傳到與之相接的小摩擦輪「11」上，再帶動其后的一系列齒輪系(即計數(shù)器)「14」旋轉(zhuǎn)，當Z＝0時，小摩擦輪「11」接觸大摩擦輪「10」的中心，時鐘輸出的力矩對小摩擦輪沒有切線運動，此時時鐘機構(gòu)「12」雖作等速旋轉(zhuǎn)，小摩擦輪「11」亦不轉(zhuǎn)動，無水量累計，如果上下游有了水位差Z，由于二浮子「4」「5」的差動將連線「6」拉出，繞線輪「9」旋轉(zhuǎn)一定的角度，與之連在同一軸上的凸輪「13」也必旋轉(zhuǎn)同一的角度。使從動的小摩擦輪「11」偏離了大摩擦輪「10」的中心，變成與大摩擦輪「10」半徑上的某一點接觸，此時大摩擦輪「10」作等速轉(zhuǎn)動，對小摩擦輪「11」有推動力矩，使小摩擦輪「11」旋轉(zhuǎn)并帶動其后的齒輪系「14」一道轉(zhuǎn)動，其移動的快慢則要視小摩擦輪「11」在大摩擦輪「10」上的接觸半徑而定，半徑越大，計數(shù)器「14」轉(zhuǎn)動越快，亦即流過噴咀「2」的累計水量越多。
由此可看出，計數(shù)器「14」上顯示的累計水量多少是按上下游水位差Z和兩次讀數(shù)之間延續(xù)的時間t而決定的。
本量水計安裝在渠道上之后就可以全天計測通過此斷面的瞬時流量和累計總過水量，即可免去人工測量和計算之繁又能免除由于臨時測量一次實際上并不代表本時段平均流量而造成的誤差，可見本發(fā)明為明渠水流計量提供一種更省時省力而又較精確的儀器，由于本儀器的水下部份沒有傳統(tǒng)的只能應(yīng)用于一般河流中的流速儀那種快速轉(zhuǎn)動的金屬部件，所以也適用于多沙的，多懸浮雜質(zhì)的，和有腐蝕性物質(zhì)的明渠引水渠排污渠道等各種場合。
本儀器的計量部份也可以與其他傳統(tǒng)的量水建筑物如堰板，閘門，量水槽等配合作量水之用。
本儀器的發(fā)明可以為我國各地水利、農(nóng)業(yè)、城市和環(huán)保部門實行按方收費促進節(jié)約用水和合理用水提供實用的計量手段，本儀器生產(chǎn)成本大大低于最近才發(fā)展起來的用電子或超聲波的流量計，操作維護也極簡便。
權(quán)利要求
1.一種安裝在按渠道斷面形狀制作的閘板上的儀表計量裝置，其特征在于所說閘板兩側(cè)的上下游的一對浮子及連接在一起的上部滑輪和水量積算器。
2.按權(quán)利要求
1所說的儀表計量裝置，其特征在于所說閘板的下方有一噴咀指向下游，所說閘板的兩側(cè)和底部有一止氣囊。
3.按權(quán)利要求
1所說的儀表計量裝置，其特征在于所說的上下游的一對浮子，所說上游浮子沿所說閘板上軌道上下運動，并有連線通過所說上滑輪連接所說下游浮子和所說水量積算器中的繞線輪。
4.按權(quán)利要求
1所說的儀表計量裝置，其特征在于所說水量積算器中裝有時鐘機構(gòu)。
5.按權(quán)利要求
1所說的儀表計量裝置，其特征在于所說水量積算器中有一與所說繞線輪連動的凸輪。
6.按權(quán)利要求
1所說的儀表計量裝置，其特征在于所說水量積算器中在所說時鐘機構(gòu)的輸出軸上安裝大小摩擦輪對以接到所說水量積算器中的計數(shù)器上。
7.按權(quán)利要求
1所說儀表計量裝置，其特征在于所說的水量積算器中有一指針受所說凸輪的推動而旋轉(zhuǎn)以指示瞬時流量值。
專利摘要
一種量水計，屬儀表計量技術(shù)。供明渠測量瞬時流量和時段累計流量之用。該量水計安裝在閘板上，閘板的下部有一過水噴嘴，利用機械結(jié)構(gòu)將閘板上下游水位差轉(zhuǎn)化為瞬時流量指示，并對此瞬時流量不斷地積算成為時段累計量以七位數(shù)字表示之，閘板與渠道之間用氣囊止水。量水計也可以與其他傳統(tǒng)的量水建筑物配合使用。
文檔編號G01F1/36GK86102664SQ86102664
公開日1987年10月21日 申請日期1986年4月14日
發(fā)明者陳 申請人:水電部南京水文水資源研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan