[其他]量水計(jì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86102664
• 申請(qǐng)日: 1986-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN86102664A
• 公開（公告）日: 1987-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水電部南京水文水資源研究所
• 主分類號(hào): G01F1/36
• 分類號(hào): G01F1/36
• 代理公司: 江蘇省專利服務(wù)中心
• 代理人: 馮智文

本發(fā)明屬儀表計(jì)量技術(shù)，可用于水利、水文、農(nóng)田、灌溉、城市和環(huán)境保護(hù)用水和排水量的計(jì)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(shí)流量測(cè)量方法是用流速儀測(cè)得流體的流動(dòng)速度和渠道的斷面面積，二者相乘取得，或者在對(duì)已經(jīng)多年測(cè)算建立了水位-流量關(guān)系曲線的渠道上只測(cè)取水位值也可以推求當(dāng)時(shí)的流量，而某一時(shí)段的總過(guò)水量則只有通過(guò)由本時(shí)段內(nèi)測(cè)得的某一次或數(shù)次瞬時(shí)流量值為代表，乘以時(shí)間而求得。由于渠道中的流速水位一般都是隨時(shí)變化的，而且測(cè)流時(shí)流速儀放置的位置很難做到所測(cè)得的正好代表當(dāng)時(shí)的平均流速，因此用這些辦法測(cè)得的瞬時(shí)流量和時(shí)段總流水量既費(fèi)人力，又必然存在有相當(dāng)?shù)钠睢?/p>

為達(dá)此目的，本量水計(jì)設(shè)計(jì)有安裝在渠道測(cè)量斷面上的閘板，使上游來(lái)水通過(guò)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(gè)水位的差值轉(zhuǎn)化為凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在時(shí)鐘機(jī)構(gòu)的輸出軸和凸輪的從動(dòng)件上又設(shè)計(jì)有一對(duì)摩擦輪，使由時(shí)鐘傳來(lái)的等速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榘茨Σ凛唽?duì)（由于凸輪的作用）所處的傳動(dòng)關(guān)系而改變的變速運(yùn)動(dòng)，最后推動(dòng)記錄器，以顯示出來(lái)通過(guò)此測(cè)量斷面的總水量，而任何時(shí)間凸輪從動(dòng)件所處之位置相對(duì)應(yīng)的指針指示出通過(guò)本測(cè)量斷面的瞬時(shí)流量。

附圖????量水計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖

本量水計(jì)整個(gè)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(gè)允許水流通過(guò)的噴咀「2」指向下游，閘板的兩測(cè)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(guò)，由于閘板噴咀「2」對(duì)水流的阻力，使上下游形成一個(gè)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(shí)測(cè)求得

w為噴咀出口斷面積，M²

g為重力加速度，9.81米/秒²

z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(lái)測(cè)定的，兩只浮子「4」「5」都能按水位的高低自由浮動(dòng)，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(guò)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(dāng)閘板「1」上下游水位在同一水平時(shí)，噴咀「2」中沒有水流動(dòng)，上下游浮子「4」「5」也在同一水平上，計(jì)數(shù)器「14」的指針指向零。如果上游來(lái)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(shí)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(dòng)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(gè)流量數(shù)值，亦即渠道中瞬時(shí)流量。Q瞬時(shí)米³/秒。

在水量積算器「8」中裝有時(shí)鐘機(jī)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(dòng)其后的一系列齒輪系（即計(jì)數(shù)器）「14」旋轉(zhuǎn)，當(dāng)Z＝0時(shí)，小摩擦輪「11」接觸大摩擦輪「10」的中心，時(shí)鐘輸出的力矩對(duì)小摩擦輪沒有切線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)時(shí)鐘機(jī)構(gòu)「12」雖作等速旋轉(zhuǎn)，小摩擦輪「11」亦不轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)水量累計(jì)，如果上下游有了水位差Z，由于二浮子「4」「5」的差動(dòng)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(dòng)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(diǎn)接觸，此時(shí)大摩擦輪「10」作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)小摩擦輪「11」有推動(dòng)力矩，使小摩擦輪「11」旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)其后的齒輪系「14」一道轉(zhuǎn)動(dòng)，其移動(dòng)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(jì)數(shù)器「14」轉(zhuǎn)動(dòng)越快，亦即流過(guò)噴咀「2」的累計(jì)水量越多。

由此可看出，計(jì)數(shù)器「14」上顯示的累計(jì)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(shí)間t而決定的。