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专利号: 2021115763852
申请人: 南昌工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水工模型动水压力精确量测的装置,其特征在于,所述测量装置包括供水循环系统、测量系统和数据采集系统;

所述供水循环系统包括平水塔、水箱、模型主体、尾水渠、回水渠、量水堰、地下回流系统和水泵;所述平水塔通过导水管对水箱进行供水,所述模型主体的一端连接水箱,另一端通过尾水渠、回水渠连接量水堰,所述水箱内的水依次通过模型主体、尾水渠、回水渠和量水堰后到达地下回流系统,所述水泵的下端进水口与地下回流系统连接,上端出水口与平水塔连接;

所述测量系统为多个测压管组成的测压管列阵,多个所述测压管竖向设置,底部设有弹簧式排气阀,并通过连接管并列安装在所述模型主体上;

所述数据采集系统包括压力变送器和无纸记录仪;在所述模型主体上间隔一定距离安装若干压力变送器,所述压力变送器通过数据线与无纸记录仪连接,所述无纸记录仪将采集的动水压力信号通过USB信号线输入至电脑终端。

2.根据权利要求1所述的一种水工模型动水压力精确量测的装置,其特征在于,所述弹簧式排气阀的内腔为排气阀腔体,所述排气阀腔体内设有滚珠、按钮杆和复位弹簧;所述弹簧式排气阀的一端为进水口,所述进水口与排气阀腔体连通,靠近所述进水口处设有复位弹簧,所述复位弹簧的一端设有滚珠并连接按钮杆;垂直于所述排气阀腔体的正下方位置设有排气口,所述排气口与排气阀腔体连通;垂直于所述排气阀腔体的正上方位置设有空心螺纹管,所述空心螺纹管与排气阀腔体连通。

3.根据权利要求1所述的一种水工模型动水压力精确量测的装置,其特征在于,所述测压管的底部设有与空心螺纹管相适配的螺纹接口,并通过螺纹连接的方式与弹簧式排气阀固定;所述测压管的管壁上设有刻度尺。

4.根据权利要求1所述的一种水工模型动水压力精确量测的装置,其特征在于,还包括有接口螺栓,所述模型主体为压力管,在所述压力管的同侧位置间隔均匀的开设多个观测孔,并通过所述接口螺栓与连接管连接。

5.根据权利要求4所述的一种水工模型动水压力精确量测的装置,其特征在于,各所述压力变送器均设置在观测孔的一侧,数量与观测孔相同。

6.根据权利要求4所述的一种水工模型动水压力精确量测的装置,其特征在于,所述接口螺栓包括螺纹端和非螺纹端;所述接口螺栓的螺纹端与压力管上的观测孔螺纹连接,非螺纹端与连接管连接。

7.根据权利要求6所述的一种水工模型动水压力精确量测的装置,其特征在于,所述连接管为橡胶软管。

8.一种水工模型动水压力精确量测的方法,基于如权利要求1‑7所述的任意一种水工模型动水压力精确量测的装置,其特征在于,包括如下几个步骤:S1. 测压管排气:

S1‑1. 当测压管中有气柱或者气泡时,按压弹簧式排气阀一端的按钮杆,复位弹簧在推力的作用下被压缩,滚珠也被按钮杆推动向排气阀腔体的另一端移动;

S1‑2. 当滚珠移动至排气阀腔体的另一端且靠近进水口处时,从进水口过来的水被滚珠堵住,同时排气阀腔体下端的排气口打开,测压管中的水柱在重力作用下通过排气口流出;

S1‑3. 当测压管中没有气柱或者气泡时,缓慢松开按钮杆,滚珠在复位弹簧的弹力作用下移动至初始位置,此时排气口关闭而进水口被打开,水体再次通过进水口流入测压管;

S2. 动水压力测量:

打开水泵,并调节水泵阀门控制水流,待水流稳定后读取下游矩形量水堰的测针对数,并绘制水位‑流量特征曲线;观察水箱刻度和模型主体内的水流流态,使得水流形成稳定恒定流;

S3. 试验水回流:

试验结束,关闭阀门和水泵,模型主体、尾水渠和回水渠内多余的水回流至地下回流系统中。