ВОДОМЕРНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и предназначена для водоизмерения и учета на оросительных системах, открытых внутрихозяйственных водораспределительных каналах.
Известен расходомер жидких сред в открытых каналах, содержащий рычаг, ось вращения, динамометр, защитный короб, чувствительный элемент выполнен в виде решетки, состоящей из плоских продольных и поперечных планок, воспринимающих гидродинамическое давление по всей активной зоне живого сечения канала (Патент RU 86000 U1, опубл. 20.08.2009, Бюл. №23).
К недостаткам известного технического решения следует отнести: чувствительный элемент громоздкий и требует перекрытия решеткой всего живого сечения воды в канале, при этом создается искажение восприятия решеткой гидродинамического давления.
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится водомерное устройство с погруженным в поток чувствительным элементом в виде лопасти, жестко зафиксированной на нижней части рычага, который подвижно закреплен на оси вращения. Верхнее плечо рычага имеет отверстие, в котором крепится пружинный динамометр, который установлен в защитном коробе. Короб перед замерами устанавливается на рабочем мостике в створах скоростных вертикалей (Мелихов М.Н., Мелихов К.М. Гидродинамическое водомерное устройство для открытых каналов // Научный вестник. Вып. 3. Инженерные науки / Волгогр. гос. с.-х. акад. Волгоград, 2002. - с. 163-167).
К недостаткам данного устройства относятся громоздкий вес конструкции, выполненный из металла чувствительный элемент подвержен коррозии.
Технический результат - повышение точности измерений.
Технический результат достигается водомерным устройством, содержащим рычаг, ось вращения, динамометр, чувствительный элемент, отличающимся тем, что чувствительный элемент выполнен виде диска с отверстием по середине, в которое вставлена пьезометрическая трубка.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен главный вид, на фиг. 2 - вид с боку.
Водомерное устройство содержит из рычаг (1), ось вращения (2), динамометр (3), чувствительный элемент (4), отличающееся тем, что чувствительный элемент (4) выполнен виде диска с отверстием (5) по середине, в которое вставлена пьезометрическая трубка (6). Пример конкретного выполнения.
Предварительно определяем геометрические параметры фиксированного русла, с помощью гидрометрической рейки фиксируется глубина его наполнения. Зная площадь живого сечения трапецеидального канала и расчетную скорость, вычисляем расход в створе наблюдения. При определении скорости по ширине канала назначают несколько скоростных вертикалей (3…5) и выбирают основную, что позволяет повысить точность измерений. На гидрометрическом мостике канала с помощью струбцины устанавливаем водомерное устройство. Динамометр (3) показывает нулевое усилие. Под воздействием потока воды в канале на чувствительный элемент (4) воздействует гидродинамическое давление, которое отклоняет рычаг (1) в сторону направления течения. Находящийся на другом конце рычага (1) динамометр (3) показывает величину усилия, путем механического воздействия на динамометр устанавливаем рычаг в вертикальном положении. Зная величину коэффициента гидродинамического сопротивления и показания динамометра можно определить скорость воды в канале по следующим формулам:
к
где ω - площадь поперечного сечения канала; К - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения скоростей по поперечному сечению канала.
По показаниям пьезометрической трубки определяем коэффициент неравномерности распределения скоростей по поперечному сечению канала
,
где Н - показание пьезометрической трубки, n - количество измерений.
Рекомендации по окончательной конструкции водомерного устройства.
1. Чувствительный элемент водомерного устройства - диск должен выполняться из полипропилена твердостью R105 - R110.
2. В рычаге-штанге должны быть просверлены отверстия через 0,05 м для расположения оси вращения и присоединения динамометра, что позволит изменять месторасположение оси вращения и место присоединения динамометра, когда усилие будет слишком большим или слишком малым.
3. Ось вращения выполняется из стального стержня.
Таким образом, заявленное водомерное устройство показывает более точное определение расхода за счет более чувствительного восприятия гидродинамического давления на скоростных вертикалях чувствительным элементом, выполненным виде диска. Чувствительный элемент водомерного устройства в виде диска, изготовленный из полимерного материала не подвержен коррозии, имеет более легкий вес.