一种手持中空流速仪的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种手持中空流速仪，包括八个压力传感器、八根压力传感器传感器引线、MCU微控单元、八个A/D转换模块、显示器、外套管、中空管、电源、键盘矩阵和壳体；中空管内壁中部向内收缩、形成束窄段，四个压力传感器均匀对称分布在中空管进口内壁上，另外四个压力传感器均匀对称分布在中空管束窄段内壁上；八个压力传感器分别通过八根压力传感器传感器引线分别与八个A/D转换模块连接，MCU微控单元分别与八个A/D转换模块、显示器、电源和键盘矩阵通过导线连接。本实用新型是一种性能稳定、很少检修、携带方便能够适应复杂工况的流速仪，同时造价低廉，能够满足不同层次精度要求的手持中空流速仪。
【专利说明】一种手持中空流速仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于数据采集设备领域，涉及一种手持中空流速仪，尤其涉及一种测量河流、湖泊和渠道等水体的水流速度的手持中空流速仪。
【背景技术】
[0002]流体速度的测量对于研究流体的运动规律和流体内部颗粒之间的相互作用机理具有十分重要的意义。流速仪是测量河流、湖泊和渠道等水体的水流速度的仪器。目前主要有机械、电测和超声三种类型。分为旋桨式流速仪、电磁式流速仪、超声波流速测算仪。
[0003]1、旋桨式流速仪
[0004]主要由旋桨、身架和尾翼三部分组成。旋桨内装有讯号触点和轴承转轴等，中国“25-1型”旋桨流速仪的转轴系统中有曲折的迷宫结构，内部充满轻机油，有较好的防水防沙性能，能在高流速和多沙河流中使用。旋桨式流速仪、旋杯式流速仪和旋叶式流速仪均属转子式流速仪，工作原理基本相同，是利用水流动力推动转子旋转，根据转动速度推求流速。
[0005]旋桨式流速仪是目前科研生产常用的类型，测量数据精确，性能较为稳定，但是实际测量过程中，因为读数和测量分离，往往需要更多的人工，另外不方便携带。由于是旋桨结构，转子裸露在外，受高速泥沙、石子冲击，及使用不规范等因素，易于受损，要经常检修，维护成本高，使用不方便。
[0006]2、电磁式流速仪
[0007]原理是把水流作为导体，在一定的磁场中切割磁力线，即产生电动势，其电压与流速成正比。仪器没有转子，外形光滑，体积小，功耗低，体腔中有励磁线圈，在表面与磁力线垂直的方向上镶有一对电极与水体相通。当水流在其表面流动时，电极上产生微量电压信号，用导线传送到计数器上，经放大和模数转换等电路处理，即可直接显示流速。
[0008]此种流速仪测试方便，没有转子，有效地解决了转子易于损坏的问题，但是对测试流体导电性要求较高，适用范围有很大的局限性。
[0009]3、超声波测速仪
[0010]把换能器布设在河岸两边某水深处，呈斜线方向，A点发出一个声脉冲到达B点所经历的时段为，反之由B点发A点收的历时为，由于流速的存在，逆水方向声速减低，顺水则增高，时间差与流速有线性函数关系。用微秒级的测时电路，经过处理计算，即可直接显示AB线段上的平均流速。
[0011]此种流速仪适用于测试某一线段上的平均流速，不适合测量点的流速，在水力学研究中较少应用，尤其是在复杂的测量环境下，难以布设换能器，实现测流速的功能。
实用新型内容
[0012]为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种性能稳定、很少检修、携带方便能够适应复杂工况的流速仪，同时造价低廉，能够满足不同层次精度要求的手持中空流速仪。
[0013]本实用新型所采用的技术方案是:一种手持中空流速仪，其特征在于:包括八个压力传感器、八根压力传感器传感器引线、MCU微控单元、八个A/D转换模块、显示器、外套管、中空管、电源、键盘矩阵和壳体；所述的MCU微控单元、A/D转换模块设置在所述的壳体内部，所述的显示器、键盘矩阵设置在所述的壳体上表面；所述的外套管一端穿过所述的壳体下底面与所述的壳体固定连接、另一端穿过所述的中空管中部与所述的中空管固定连接，用于收纳所述的八根压力传感器传感器引线；所述的中空管内壁中部向内收缩、形成束窄段，四个压力传感器均匀对称分布在所述的中空管进口内壁上，另外四个压力传感器均匀对称分布在所述的中空管束窄段内壁上；所述的八个压力传感器分别通过所述的八根压力传感器传感器引线分别与所述的八个A/D转换模块连接，所述的MCU微控单元分别与所述的八个A/D转换模块、显示器、电源和键盘矩阵通过导线连接，用于与所述的八个压力传感器、八个A/D转换模块、显示器和键盘矩阵进行数据交换。
[0014]作为优选，所述的手持中空流速仪还包括接地触头、八根传感器屏蔽罩引线，所述的接地触头与所述的MCU微控单元通过导线连接、八根传感器屏蔽罩引线设置在所述的外套管内，所述的接地触头一端通过所述的八根传感器屏蔽罩引线分别与所述的八个压力传感器的屏蔽罩连接、另一端与外界地面连接。
[0015]作为优选，所述的中空管为外壁有中空腔的中空管，用于收纳所述的八根压力传感器传感器弓I线和八根传感器屏蔽罩引线。
[0016]作为优选，所述的中空管束窄段的端头和端尾均为圆角型。
[0017]作为优选，所述的MCU微控单元集成有MEMS倾角传感器。
[0018]作为优选，所述的中空管的进口端为圆角型。
[0019]本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0020]1、基于粘性不可压缩恒定总流能量方程将水流流速指标转化为易于测量的水流压力及仪器倾角信息，利用MCU微控芯片结合MEMS压力传感器、倾角传感器实现了相关信号的自动采集、处理、计算及流速显示功能；
[0021]2、中空式流速仪将管内水体做为一个整体，相比老式旋桨流速仪对水流的干扰小，高精度传感器的引入促使流速结果更为精准，而中空式的设计避免了不必要的机械故障及机械磨损，适用面更广，维护成本更低；
[0022]3、中空管将各部件封装在一起，内部数据信息的传输可靠稳定，该设计使得仪器具有体积小、重量轻、携带方便及抗干扰能力强等特点；
[0023]4、本仪器结构简单、使用方便、成本低廉，便于推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1:本实用新型实施例的结构剖视图。
[0025]图2:本实用新型实施例的A-A结构剖视图。
[0026]图3:本实用新型实施例的B-B结构剖视图。
[0027]图4:本实用新型实施例水平放置时运行原理图。
[0028]图5:本实用新型实施例倾斜放置时运行原理图。【具体实施方式】
[0029]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0030]请见图1、图2和图3，本实用新型所采用的技术方案是:一种手持中空流速仪，包括八个压力传感器1、2、3、4、5、6、7、8、八根压力传感器传感器引线9、MCU微控单元10、八个A/D转换模块11、接地触头12、显示器13、外套管14、中空管15、八根传感器屏蔽罩引线16、电源17、键盘矩阵18和壳体19 ；MCU微控单元10集成有MEMS倾角传感器;MCU微控单元10、A/D转换模块11设置在壳体19内部，显示器13、键盘矩阵18设置在壳体19上表面；外套管14 一端穿过壳体19下底面与壳体19固定连接、另一端穿过中空管15中部与中空管15固定连接，用于收纳八根压力传感器传感器引线9和八根传感器屏蔽罩引线16 ;中空管15为外壁有中空腔的中空管，用于收纳八根压力传感器传感器引线9和八根传感器屏蔽罩引线16 ;中空管15的进口端为圆角型；中空管15内壁中部向内收缩、形成束窄段，束窄段的端头和端尾均为圆角型，四个压力传感器1、2、3、4均匀对称分布在中空管15进口内壁上，另外四个压力传感器5、6、7、8均匀对称分布在中空管15束窄段内壁上；八个压力传感器1、2、3、4、5、6、7、8分别通过八根压力传感器传感器引线9分别与八个A/D转换模块11连接，接地触头12与MCU微控单元10通过导线连接、八根传感器屏蔽罩引线16设置在外套管14内，接地触头12—端通过八根传感器屏蔽罩引线16分别与八个压力传感器1、2、3、
4、5、6、7、8的屏蔽罩连接、另一端与外界地面连接，MCU微控单元10分别与八个A/D转换模块11、显示器13、电源17和键盘矩阵18通过导线连接，用于与八个压力传感器1、2、3、4、5、
6、7、8、八个A/D转换模块11、接地触头12、显示器13和键盘矩阵18进行数据交换。
[0031]下面以测量水流为例，对本实用新型的中空流速仪的运行原理进行进一步的阐述。
[0032]本实用新型依据恒通量水流的点压强随其所在过水断面面积的变化呈现规律变化，将水流的流速指标转化为易于采集的压强信号，结合倾角传感器获得的倾角信息，即可得出水流的速度。测试时将本实用新型沿水流流向放于待测点。由于本实用新型将其内外水流隔离，可忽略本实用新型周边可能存在的紊流对本实用新型管内水流的干扰；由于进口圆角段对水流的牵引重定向，本实用新型管内水流的流线可看作平行于管壁；由于本实用新型的中空管15的尺寸较小，管内水体流速可很好代表待测点的水体流速。可以认为中空管15内的流体运动是恒定流，假设该流体是不可压缩均质流体。
[0033]请见图4，为本实用新型水平放置时运行原理图，以中空管15断面的中心平面0-0为基准面，选取A-A断面及B-B断面为研究对象，两断面间的流体可视为均匀流或渐变流，以断面中心的点流速代替断面流速，写出粘性不可压缩恒定流体能量方程(默认采用相对压强，下同):
【权利要求】
1.一种手持中空流速仪，其特征在于:包括八个压力传感器(1、2、3、4、5、6、7、8)、八根压力传感器传感器引线(9)、MCU微控单元(10)、八个A/D转换模块(11)、显示器(13)、外套管(14)、中空管(15)、电源(17)、键盘矩阵(18)和壳体(19);所述的MCU微控单元(10)、A/D转换模块(11)设置在所述的壳体(19)内部，所述的显示器(13)、键盘矩阵(18)设置在所述的壳体(19)上表面；所述的外套管(14) 一端穿过所述的壳体(19)下底面与所述的壳体(19)固定连接、另一端穿过所述的中空管(15)中部与所述的中空管(15)固定连接，用于收纳所述的八根压力传感器传感器引线(9);所述的中空管(15)内壁中部向内收缩、形成束窄段，四个压力传感器(1、2、3、4)均匀对称分布在所述的中空管(15)进口内壁上，另外四个压力传感器(5、6、7、8)均匀对称分布在所述的中空管(15)束窄段内壁上；所述的八个压力传感器(1、2、3、4、5、6、7、8)分别通过所述的八根压力传感器传感器引线(9)分别与所述的八个A/D转换模块(11)连接，所述的MCU微控单元(10)分别与所述的八个A/D转换模块(11)、显示器(13)、电源(17)和键盘矩阵(18)通过导线连接，用于与所述的八个压力传感器(1、2、3、4、5、6、7、8)、八个A/D转换模块(11 )、显示器(13)和键盘矩阵(18)进行数据交换。
2.根据权利要求1所述的手持中空流速仪，其特征在于:所述的手持中空流速仪还包括接地触头(12)、八根传感器屏蔽罩引线(16)，所述的接地触头(12)与所述的MCU微控单元(10)通过导线连接、八根传感器屏蔽罩引线(16)设置在所述的外套管(14)内，所述的接地触头(12) —端通过所述的八根传感器屏蔽罩引线(16)分别与所述的八个压力传感器(1、2、3、4、5、6、7、8)的屏蔽罩连接、另一端与外界地面连接。
3.根据权利要求1或2所述的手持中空流速仪，其特征在于:所述的中空管(15)为外壁有中空腔的中空管，用于收纳所述的八根压力传感器传感器引线(9)和八根传感器屏蔽罩引线(16)。
4.根据权利要求1或2所述的手持中空流速仪，其特征在于:所述的中空管(15)束窄段的端头和端尾均为圆角型。
5.根据权利要求1所述的手持中空流速仪，其特征在于:所述的MCU微控单元(10)集成有MEMS倾角传感器。
6.根据权利要求4所述的手持中空流速仪，其特征在于:所述的中空管(15)的进口端为圆角型。
【文档编号】G01P5/00GK203772890SQ201420166792
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】周剑, 程毅, 张衍, 熊毅 申请人:武汉大学