РАСХОДОМЕР ЖИДКИХ СРЕД В ОТКРЫТЫХ КАНАЛАХ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, к области водоизмерения и водоучета на оросительных системах, и может быть использована для коммерческого или технологического водоучета на открытых участках внутрихозяйственных водораспределительных каналов.
7
Известен расходомер жидких сред в открытых водоемах, содержащий блок измерения уровня жидкости и блок измерения средней скорости потока жидкости, а также электронный блок приема и обработки сигналов, в котором блок измерения жидкости выполнен в виде поворотного рычага с поплавком сферической формы, погруженный в жидкость на глубину меньше величины радиуса сферы, причем чувствительный элемент измерения угла вертикального угла перемещения поплавка изготовлен на основе микросхемы ADXL и закреплен на рычаге, при этом блок измерения скорости потока жидкости выполнен в форме поворотной лопасти, конец которой сопряжен с осью вертикального поворота, а другой конец свободно погружен в жидкость, в свою очередь, чувствительный элемент измерения угла поворота лопасти выполнен на основе второй аналогичной микросхемы типа серии ADXL и закреплен к лопасти (RU, патент №2251080. С1. МПК G01F 1/00. Расходомер жидких сред в открытых водоемах / С.Н.Зимин, В.Н.Кожин, А.Ф.Писарев, Н.В.Тингаев, В.В.Трофимов (RU). - Заявка №2003123875/28; Заявлено 30.07.2003; Опубл. 27.04.2005, Бюл. №12).
К недостаткам описанного расходомера жидких сред в открытых водоемах относится низкая точность измерения расхода, связанная как с большой ошибкой в измерении глубины водоема, так и скорости истечения жидкости.
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. Копии статей прилагаются.) Согласно правилам гидрометрии (Железняков Д.В., Неговская Т.А., Овчаров Е.Е. Гидрология, гидрометрия и регулирование стока. - М.: Колос, 1984. - с.69-71.) при измерениях расхода количество скоростных вертикалей намечается в зависимости от ширины створа измерения. Как правило, таких створов выбирается от 3 до 5 и более. Гидрометристы должны устанавливать и закреплять аналог в каждом створе наблюдения. Это приводит к двум существенным недостаткам.
К недостаткам данного устройства относятся низкая точность измерений и высокие затраты труда и времени за счет измерений на нескольких скоростных вертикалях.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, -получение достоверных сведений о расходе воды в каналах.
Технический результат - повышение точности измерений и снижение затрат труда и времени на постановку и выполнение замеров расхода.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном водомерном устройстве, содержащем 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.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид.
На фиг.2 представлена схема работы расходомера: а - первоначальное положение, в - рабочее положение.
Устройство содержит (см. фиг.1, 2) чувствительный элемент 1 в виде решетки, состоящей из плоских продольных и поперечных планок. Чувствительный элемент 1 жестко закреплен на нижней части рычага 2, который установлен на оси вращения 3. В верхнем плече рычага 2 имеется отверстие, к которому крепится пружинный динамометр 4, установленный в защитном коробе 5. Короб 5 жестко зафиксирован в центре гидрометрического мостика 6 канала 7.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Первоначальное положение (фиг.2,а) чувствительного элемента 1 вертикальное, динамометр 4 показывает нулевое усилие. Под воздействием потока воды в канале 7 на чувствительный элемент 1 воздействует гидродинамическое давление, которое отклоняет рычаг 2 в сторону направления течения. Находящийся на другом конце рычага 2 динамометр 4 показывает величину усилия, переданного через рычаг 2. По величине замеренного усилия устанавливаем скорость движения воды в канале с фиксированным руслом.
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.
Рекомендации по окончательной конструкции водомерного устройства.
1. Чувствительный элемент водомерного устройства - решетка должна выполняться из плоских полос металла толщиной 0,5…2,0 мм.
2. В рычаге-штанге должны быть просверлены отверстия через 0,1 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 должна быть расположена таким образом, чтобы в свободном положении рычаг располагался вертикально.
4. Опорная часть водомерного устройства (короб) может быть изготовлена из металлических уголков, обшитых листовым металлом, с возможностью доступа к динамометру.
5. Ось вращения выполняется из стального стержня.
Таким образом, заявленный расходомер обеспечивает достижение указанного выше технического результата.