一种重力流竖管内流量实时测定装置

文档序号:1902884 发布日期:2021-11-30 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种重力流竖管内流量实时测定装置 (Real-time flow measuring device in gravity flow standpipe ) 是由 金广龙 于 2021-08-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种重力流竖管内流量实时测定装置,包括加注头、设置在加注头下方的测量管和单片机,加注头顶部的背部通过铰链铰接有封筒,本发明涉及重力流测定技术领域。该重力流竖管内流量实时测定装置,利用第一伸缩杆推动挤压板加速重力流流向导流管和测量管中,在导流管和测量管中填充有一定量的重力流后,使得测定板直接将加注头中的重力流切断,导流管和测量管中的重力流在重力作用下向下移动,通过激光测距模块即可测出重力流的下降高度,经过计算即可得出重力流的流量,无接触测定,使得测定结果更加精准,而且可以实时测定重力流流量,使用方便的同时,便于获取多组数据,为重力流的研究提供更加详细的数据支撑。(The invention discloses a device for measuring the flow in a gravity flow vertical pipe in real time, which comprises a filling head, a measuring pipe and a single chip microcomputer, wherein the measuring pipe and the single chip microcomputer are arranged below the filling head, and a sealing barrel is hinged to the back of the top of the filling head through a hinge. This flow real-time measurement device in gravity flow standpipe, utilize first telescopic link to promote the stripper plate in the acceleration of gravity flow direction honeycomb duct and survey buret, it has a certain amount of gravity to flow the back to fill in honeycomb duct and survey buret, make and survey the direct gravity flow with in the filling head of board and cut off, gravity flow in honeycomb duct and survey buret moves down under the action of gravity, can measure the height that descends that gravity flows through laser rangefinder module, can reach the flow that gravity flows through calculating, contactless survey, make the survey result more accurate, and can survey gravity flow in real time, convenient to use&#39;s while, be convenient for acquire multiunit data, provide more detailed data support for the research that gravity flows.)

一种重力流竖管内流量实时测定装置

技术领域

本发明涉及重力流测定技术领域,具体为一种重力流竖管内流量实时测定装置。

背景技术

由重力而引起的气流和水流叫重力流,重力流的概念是非牛顿流体,由沉积介质与沉积物混为一体和整体搬运(又称密度流和块体流,整体混浊度大),以悬移方式搬运为主(弥散有大量沉积物的高密度流体)。

对于重力流流量的测定通常是采用重力流传感器来进行测量,这样的设置方式,只能够对传感器设置的位置进行测量,测定位置固定单一,无法根据需要进行实时的测定,而且重力流传感器通常直接与重力流接触,进而增大了对重力流的阻力,影响流量测定的精准度,为此,特提供一种重力流竖管内流量实时测定装置,通过非接触的方式,实现实时的流量测定,使用更加方便。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种重力流竖管内流量实时测定装置,解决了重力流传感器来测定位置固定单一,无法根据需要进行实时的测定,而且重力流传感器通常直接与重力流接触,增大了对重力流的阻力,影响流量测定精准度的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种重力流竖管内流量实时测定装置,包括加注头、设置在加注头下方的测量管和单片机,所述加注头顶部的背部通过铰链铰接有封筒,所述封筒的顶部固定安装有第一伸缩杆,所述第一伸缩杆推杆的底端贯穿封筒并固定连接有与封筒和加注头内表面相适配的挤压板,所述加注头的底部固定连接有安装板,所述安装板顶部的左侧固定连接有立板,所述立板左侧的中部固定连接有电机,所述电机输出轴的一端贯穿立板并通过联轴器固定连接有螺纹杆,所述加注头靠近立板的一侧开设有活动口,所述活动口的内表面滑动安装有测定板,所述螺纹杆的外表面与测定板的内表面螺纹连接,所述加注头底部的中部连通有导流管,所述导流管的底端贯穿安装板并通过法兰盘与测量管的顶端连通,所述测定板底部的中部和四周均开设有与导流管相适配的安装孔,且安装孔内腔的顶部固定安装有激光测距模块。

优选的,所述测定板的左侧且位于螺纹杆的下方开设有与导流管相适配的透气通道。

优选的,所述立板的表面且位于电机的下方贯穿并固定安装有第二伸缩杆,所述第二伸缩杆推杆的一端固定连接有推板,所述推板的右侧且位于测定板的下方固定连接有与活动口相适配的封挡板。

优选的,所述立板的右侧且位于螺纹杆的前后两侧均固定连接有稳定杆,且稳定杆的外表面与测定板的内表面滑动连接。

优选的,所述加注头的左侧且位于活动口的外周固定连接有加强框,所述测定板的右侧呈三角形设置。

优选的,所述安装板底部的左侧与单片机的顶部固定连接,所述单片机分别与信息存储模块、高度监测单元、流速测定单元、竖管信息输入模块和流量计算模块实现双向连接,所述高度监测单元的输出端与流速测定单元的输入端连接,所述流速测定单元和竖管信息输入模块的输入端均与流量计算模块的输入端连接。

优选的,所述高度监测单元包括激光测距模块、数据比较模块和数据整合模块,所述激光测距模块的输出端与数据比较模块的输入端连接,所述数据比较模块的输出端与数据整合模块的输入端连接。

优选的,所述流速测定单元包括平均值求取模块、流速取值模块和时间统计模块,所述平均值求取模块和时间统计模块的输入端连接均与流速取值模块的输入端连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种重力流竖管内流量实时测定装置。具备以下有益效果:

(1)、该重力流竖管内流量实时测定装置,通过加注头的设置,利用第一伸缩杆推动挤压板加速重力流流向导流管和测量管中,在导流管和测量管中填充有一定量的重力流后,控制电机转动,使得测定板直接将加注头中的重力流切断,导流管和测量管中的重力流在重力作用下向下移动,通过激光测距模块即可测出重力流的下降高度,经过计算即可得出重力流的流量,无接触测定,使得测定结果更加精准,而且可以实时测定重力流流量,使用方便的同时,便于获取多组数据,为重力流的研究提供更加详细的数据支撑。

(2)、该重力流竖管内流量实时测定装置,通过透气通道的设置,在测定板将加注头内部的重力流切断后,可以保证外界空气正常流向导流管中,进而保证导流管和测量管中重力流的有效下流,保证测量结果的精准。

(3)、该重力流竖管内流量实时测定装置,通过第二伸缩杆、推板和封挡板的设置,可以对测定板的底部进行阻挡,在测定板切断重力流后,可以控制第二伸缩杆收缩,进而将透气通道和激光测距模块漏出,从而避免重力流进入到透气通道或者安装孔中,进而保证装置的正常运行。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图;

图2为本发明测定板与加注头结构的连接示意图;

图3为本发明测定板结构的仰视图;

图4为本发明测定板内部结构的正视图;

图5为本发明图1中A处结构的放大示意图;

图6为本发明的系统原理框图;

图7为本发明高度监测单元的系统原理框图;

图8为本发明流速测定单元的系统原理框图;

图中,1、加注头;2、测量管;3、单片机;4、封筒;5、第一伸缩杆;6、挤压板;7、安装板;8、立板;9、电机;10、螺纹杆;11、活动口;12、测定板;13、导流管;14、安装孔;15、激光测距模块;16、透气通道;17、第二伸缩杆;18、推板;19、封挡板;20、稳定杆;21、加强框;22、信息存储模块;23、高度监测单元;24、流速测定单元;25、竖管信息输入模块;26、流量计算模块;27、数据比较模块;28、数据整合模块;29、平均值求取模块;30、流速取值模块;31、时间统计模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8,本发明实施例提供一种技术方案:一种重力流竖管内流量实时测定装置,包括加注头1、设置在加注头1下方的测量管2和单片机3,单片机3为SMC62型号单片机,加注头1顶部的背部通过铰链铰接有封筒4,封筒4的顶部固定安装有第一伸缩杆5,第一伸缩杆5与外界电源电性连接,通过控制开关进行控制,第一伸缩杆5推杆的底端贯穿封筒4并固定连接有与封筒4和加注头1内表面相适配的挤压板6,加注头1的底部固定连接有安装板7,安装板7顶部的左侧固定连接有立板8,立板8左侧的中部固定连接有电机9,电机9为三相异步电机,可正反转,与外界电源电性连接,通过控制开关进行控制,电机9输出轴的一端贯穿立板8并通过联轴器固定连接有螺纹杆10,加注头1靠近立板8的一侧开设有活动口11,活动口11的内表面滑动安装有测定板12,螺纹杆10的外表面与测定板12的内表面螺纹连接,加注头1底部的中部连通有导流管13,导流管13的底端贯穿安装板7并通过法兰盘与测量管2的顶端连通,测定板12底部的中部和四周均开设有与导流管13相适配的安装孔14,且安装孔14内腔的顶部固定安装有激光测距模块15,进一步说明,通过加注头1的设置,利用第一伸缩杆5推动挤压板6加速重力流流向导流管13和测量管2中,在导流管13和测量管2中填充有一定量的重力流后,控制电机9转动,使得测定板12直接将加注头1中的重力流切断,导流管13和测量管2中的重力流在重力作用下向下移动,通过激光测距模块15即可测出重力流的下降高度,经过计算即可得出重力流的流量,无接触测定,使得测定结果更加精准,而且可以实时测定重力流流量,使用方便的同时,便于获取多组数据,为重力流的研究提供更加详细的数据支撑。

作为优选方案,测定板12的左侧且位于螺纹杆10的下方开设有与导流管13相适配的透气通道16。

作为优选方案,立板8的表面且位于电机9的下方贯穿并固定安装有第二伸缩杆17,第二伸缩杆17推杆的一端固定连接有推板18,推板18的右侧且位于测定板12的下方固定连接有与活动口11相适配的封挡板19,进一步说明,第二伸缩杆17与外界电源电性连接,通过控制开关进行控制,。

作为优选方案,立板8的右侧且位于螺纹杆10的前后两侧均固定连接有稳定杆20,且稳定杆20的外表面与测定板12的内表面滑动连接,进一步说明,稳定杆20可以加强测定板12移动的稳定性。

作为优选方案,加注头1的左侧且位于活动口11的外周固定连接有加强框21,测定板12的右侧呈三角形设置,进一步说明,三角形的设置,可以为测定板12切割重力流提供便利条件。

作为优选方案,安装板7底部的左侧与单片机3的顶部固定连接,单片机3分别与信息存储模块22、高度监测单元23、流速测定单元24、竖管信息输入模块25和流量计算模块26实现双向连接,高度监测单元23的输出端与流速测定单元24的输入端连接,流速测定单元24和竖管信息输入模块25的输入端均与流量计算模块26的输入端连接。

作为优选方案,高度监测单元23包括激光测距模块15、数据比较模块27和数据整合模块28,激光测距模块15的输出端与数据比较模块27的输入端连接,数据比较模块27的输出端与数据整合模块28的输入端连接,流速测定单元24包括平均值求取模块29、流速取值模块30和时间统计模块31,平均值求取模块29和时间统计模块31的输入端连接均与流速取值模块30的输入端连接,进一步说明,数据比较模块27为LM239型号数据比较器,激光测距模块15通过红外线测距仪等激光测距仪器进行测量,并且激光测距模块15呈五点放置,通过平均值求取模块29皆可得到重力流的下降高度,配合时间统计模块31的设置,可以直接计算出流速。

工作时,将重力流导入到加注头1中,然后合上封筒4,控制第一伸缩杆5伸长,推动挤压板6挤压重力流,进而将重力流推入到导流管13和测量管2中,之后直接控制电机9正转,带动螺纹杆10转动,使得测定板12做切割重力流运动,同时控制第二伸缩杆17伸长,推动推板18协同封挡板19一同做切割重力流运动,在彻底完成切割后,控制第二伸缩杆17收缩,即使得封挡板19移动至活动口11中即可,此时外界空气通过透气通道16输送至导流管13中,切割后的重力流受重力影响继续下降,此时通过五个激光测距模块15对重力流下降的高度进行测量,即首次测量值和二次测量值均输入到数据比较模块27中,经过数据整合模块28进行差值计算,即可得到五组下降的高度数据,然后通过平均值求取模块29计算出五组数据的平均值,即为下降的高度至,配合时间统计模块31对两次测量值中间经过的时间进行同时,即可通过流速取值模块30得出重力流的流速,配合竖管信息输入模块25的设置,输入口径信息,即可计算出重力流的实时流量。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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