一种浮标式水面流速测量设备

技术领域

本发明涉及水面流速测量设备技术领域，尤其涉及一种浮标式水面流速测量设备。

背景技术

水流流速测量，是对水质点的运动速度和运动方向进行测定，在对水域环境和水文条件进行研究时，需要对水流的流速进行测量，水流速度检测的方式有很多种，其中通过流速仪对水流速度进行检测，能够使得测量结果更加精准，也能够通过流速与水流断面面积的乘积来计算流量，而在恒定的河流中，水流的流速较为均衡，在非恒定河流中，短时间内的测量无法精确的对流速进行判断，现有测量方式，在对水面流速进行测量时，一般通过测量人员手持测量仪，使得测量仪对准水面，通过光学方式对水流的流速进行计算，这种方式虽然能够测量出短时间内水流的流动速度，但是面对流速不稳定的河流而言，测量结果会相对缺乏准确性，如果在水面上架设设施进行测量，会消耗大量的资源，使得测量成本增加。

因此，针对上述问题现在研发一种能够长时间在水面上漂浮，对水流的流速进行长时间检测的浮标式水面流速测量设备。

发明内容

为了克服现有装置测量流速不稳定的水面时，会出现数据不准确，如果额外架设设施会提高成本的缺点，提供一种能够长时间在水面上漂浮，对水流的流速进行长时间检测的浮标式水面流速测量设备。

技术方案如下：一种浮标式水面流速测量设备，包括有安装架、第一连接架、气囊、流速检测机构和下锚稳定机构，安装架左右两侧均连接有第一连接架，第一连接架相互远离的一侧均连接有两个气囊，安装架上设有用于对水流流速进行检测的流速检测机构，安装架上设有用于保持安装架漂浮稳定的下锚稳定机构。

进一步，流速检测机构包括有第二连接架、第一转动架、流速检测仪和集水框，安装架底部连接有第二连接架，第二连接架上转动式连接有第一转动架，第一转动架底部连接有流速检测仪，流速检测仪前侧连接有集水框。

进一步，下锚稳定机构包括有第一固定架、第一盘线轮、线缆、配重块和驱动组件，安装架左右两部上侧均通过螺栓连接有第一固定架，第一固定架相互远离的一侧均转动式连接有第一盘线轮，第一盘线轮上均绕卷有线缆，线缆底端均连接有配重块，安装架顶部连接有两组驱动组件，驱动组件分别与对应的第一盘线轮连接。

进一步，还包括有用于保证配重块能够稳定下放，同时调整测试方向的主动调节机构，主动调节机构包括有滑动件、第一弹簧、第二转动架、导向件、第三连接架、固定板和连接按压件，安装架左右两部均滑动式连接有滑动件，滑动件与安装架之间均连接有第一弹簧，滑动件相互靠近的一侧之间转动式连接有第二转动架，第一转动架上连接有导向件，第二转动架与导向件滑动式连接，第二转动架前后两侧均连接有两个第三连接架，第三连接架底部均连接有固定板，滑动件相互远离的一侧均连接有连接按压件，连接按压件均与线缆滑动式连接。

进一步，还包括有用于对线缆进行导向挤压，避免线缆上生成水垢的挤压机构，挤压机构包括有第二固定架、固定轮、滑动架、挤压轮和第二弹簧，安装架左右两侧均连接有第二固定架，第二固定架靠近安装架的一侧均转动式连接有固定轮，第二固定架相互远离的一部均滑动式连接有滑动架，滑动架上均转动式连接有挤压轮，滑动架与第二固定架之间均连接有第二弹簧。

进一步，还包括有便于测量人员快速回收的牵引机构，牵引机构包括有第二盘线轮和连接件，安装架后部上侧连接有连接件，安装架上部后侧卡接有第二盘线轮。

进一步，还包括有用于夜间对来往船只进行提醒的警示机构，警示机构包括有固定柱和反光条，安装架顶部连接有固定柱，固定柱上连接有反光条。

进一步，驱动组件均包括有驱动电机、驱动轮和驱动带，驱动电机均连接在安装架顶部，驱动电机输出轴上均连接有驱动轮，第一盘线轮上均连接有另一个驱动轮，左侧的驱动轮之间绕有驱动皮带，右侧的驱动轮之间也绕有驱动皮带。

有益效果为：1、本发明通过气囊使得安装架漂浮在水面上，使用流速检测仪对水面进行长时间的流速计算测量，提高测量的精确程度，同时也能够计算出水流的流速变化趋势。

2、本发明通过驱动组件带动第一盘线轮转动，从而使得线缆放出，配重块沉入水底对安装架进行固定，避免气囊因为水流冲击，导致安装架的位置进行移动，影响测量结果。

3、本发明通过放出线缆，使得滑动件均在第一弹簧的作用下向下滑动，从而使得连接按压件对配重块进行挤压推动，避免配重块长期浸泡在水中生锈无法顺利的向下运动进入水面，同时通过固定板对水流流向进行适配，使得第三连接架带动第二转动架转动杆，从而使得集水框能够始终匹配水流的流动方向，便于对水面流速进行测量。

4、本发明通过挤压轮与固定轮之间的配合，在线缆下放的过程中能够对线缆进行导向，同时也能够避免线缆出现剧烈的晃动，同时在线缆回收的过程中，能够对线缆上的水渍进行刮除，避免线缆上生成水垢。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的部分立体结构示意图。

图4为本发明主动调节机构的立体结构示意图。

图5为本发明挤压机构的立体结构示意图。

图6为本发明牵引机构的立体结构示意图。

附图标号：1_安装架，2_第一连接架，3_气囊，4_流速检测机构，40_第二连接架，41_第一转动架，42_流速检测仪，43_集水框，5_下锚稳定机构，50_第一固定架，51_第一盘线轮，52_线缆，521_配重块，53_驱动组件，6_主动调节机构，60_滑动件，601_第一弹簧，61_第二转动架，611_导向件，62_第三连接架，621_固定板，63_连接按压件，7_挤压机构，70_第二固定架，71_固定轮，72_滑动架，73_挤压轮，74_第二弹簧，8_牵引机构，80_第二盘线轮，81_连接件，9_警示机构，90_固定柱，91_反光条。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

一种浮标式水面流速测量设备，如图1和图2所示，包括有安装架1、第一连接架2、气囊3、流速检测机构4和下锚稳定机构5，安装架1左右两侧均连接有第一连接架2，第一连接架2相互远离的一侧均连接有两个气囊3，气囊3之间相互配合能够使得安装架1漂浮在水面上，安装架1上设有流速检测机构4，用于对水流流速进行检测，安装架1上设有下锚稳定机构5，用于保持安装架1漂浮稳定。

在对水域进行水面流速测量时，使用本装置能够在水面上长时间对水流流速进行测量，使得测量数据更加精确，并且能够计算出水面流速变化趋势，首先将安装架1下放在水面上，通过气囊3的浮力作用将安装架1顶托，使得安装架1位于水面上漂浮，之后通过下锚稳定机构5使得安装架1能够稳定的漂浮在水面上，不会随着水流流动进行移动变化，之后通过流速检测机构4对水面流速进行检测，检测结束后控制下锚稳定机构5，使得安装架1能够进行漂浮运动，之后将安装架1收回即可，综上所述，通过气囊3使得安装架1能够漂浮在水面上进行长时间水面流速测量，计算出水面流速的变化趋势，提高测量数据的精准程度。

如图1-图3所示，流速检测机构4包括有第二连接架40、第一转动架41、流速检测仪42和集水框43，安装架1底部连接有第二连接架40，第二连接架40上转动式连接有第一转动架41，第一转动架41底部连接有流速检测仪42，流速检测仪42用于对水流流速进行检测，流速检测仪42前侧连接有集水框43，集水框43便于水流流入流速检测仪42内，便于流速检测仪42进行水流流速检测计算。

在安装架1放置前，根据水流的流向，转动调节流速检测仪42的朝向，使得集水框43能够对水流进行收集，调节完成后将装置放在水面上，此时流速检测仪42会直接进入水面，随着水流不断流动，部分水流会通过集水框43进入流速检测仪42内进行计算检测，随着装置长时间位于水面上检测，能够对水流的流速变化进行计算，得出水流的流速变化趋势，同时大量数据的辅助下，能够使得测量更加精准，测量结束后关闭流速检测仪42，并将装置取出即可，综上所述，通过气囊3使得安装架1漂浮在水面上，使用流速检测仪42对水面进行长时间的流速计算测量，提高测量的精确程度，同时也能够计算出水流的流速变化趋势。

如图1-图3所示，下锚稳定机构5包括有第一固定架50、第一盘线轮51、线缆52、配重块521和驱动组件53，安装架1左右两部上侧均通过螺栓连接有第一固定架50，第一固定架50相互远离的一侧均转动式连接有第一盘线轮51，第一盘线轮51上均绕卷有线缆52，线缆52底端均连接有配重块521，配重块521均能够向下运动与水底接触，从而起到锚定的效果，安装架1顶部连接有两组驱动组件53，驱动组件53分别与对应的第一盘线轮51连接，驱动组件53均包括有驱动电机、驱动轮和驱动带，驱动电机均连接在安装架1顶部，驱动电机输出轴上均连接有驱动轮，第一盘线轮51上均连接有另一个驱动轮，左侧的驱动轮之间绕有驱动皮带，右侧的驱动轮之间也绕有驱动皮带。

为了提高安装架1的稳定性，避免气囊3在水流的冲击下使得安装架1进行移动，导致检测位置出现变化，在装置放置到指定位置后，需要启动驱动组件53，驱动组件53启动会带动第一盘线轮51进行转动，从而使得线缆52均被放出，放出后的线缆52会在配重块521的作用下向下运动，此时配重块521均会进入水面，并不断因为自身的重力作用沉入水底，之后关闭驱动组件53，通过配重块521沉入水底从而对安装架1进行锚定，增强装置漂浮在水面上的稳定性，测量结束后，控制驱动组件53使得第一盘线轮51均进行反向转动，从而对线缆52进行收卷，进而使得配重块521均向上运动，并离开水面，此时安装架1不再被固定，能够进行回收，综上所述，通过驱动组件53带动第一盘线轮51转动，从而使得线缆52放出，配重块521沉入水底对安装架1进行固定，避免气囊3因为水流冲击，导致安装架1的位置进行移动，影响测量结果。

如图1、图2和图4所示，还包括有主动调节机构6，主动调节机构6包括有滑动件60、第一弹簧601、第二转动架61、导向件611、第三连接架62、固定板621和连接按压件63，安装架1左右两部均滑动式连接有滑动件60，滑动件60与安装架1之间均连接有第一弹簧601，第一弹簧601顶端均与安装架1连接，第一弹簧601底端均与滑动块连接，滑动件60相互靠近的一侧之间转动式连接有第二转动架61，第一转动架41上连接有导向件611，第二转动架61与导向件611滑动式连接，第二转动架61前后两侧均连接有两个第三连接架62，第三连接架62呈左右对称分布，第三连接架62底部均连接有固定板621，固定板621均能够对水流进行接触，从而通过水流冲击使得第三连接架62进行转动，滑动件60相互远离的一侧均连接有连接按压件63，连接按压件63均与线缆52滑动式连接，连接按压件63均能够对配重块521进行挤压推动。

由于配重块521长期浸泡在水中，可能会出现配重块521生锈，出现线缆52放出后，配重块521无法自动下落的情况，为了避免这种情况对配重块521的下放造成影响，本装置设有主动调节机构6，当线缆52均进行放出后，初始状态下第一弹簧601均处于受力压缩的状态，由于线缆52放出，连接按压件63均不再受到线缆52的拉扯，此时在第一弹簧601的作用下，滑动件60均会向下滑动，并带动连接按压件63向下运动，从而对配重块521进行挤压，使得配重块521能够正常下放，同时随着滑动件60均向下滑动，第二转动架61也会向下运动，从而使得第三连接架62均带动固定板621向下运动，此时固定板621均会与流速检测仪42保持同一高度，当水流流向突然改变时，水流会冲击固定板621，使得固定板621带动第三连接架62进行运动，进而使得第二转动架61进行转动，从而使得集水框43能够始终匹配水流的流动方向，便于对水面流速进行测量，检测结束后，随着线缆52开始回收，配重块521均向上运动复位，从而推动连接按压件63向上运动复位，进而使得滑动件60均带动第二转动架61向上复位，第一弹簧601均恢复受力压缩的状态，同时第三连接架62也均会带动固定板621向上运动复位，综上所述，通过放出线缆52，使得滑动件60均在第一弹簧601的作用下向下滑动，从而使得连接按压件63对配重块521进行挤压推动，避免配重块521长期浸泡在水中生锈无法顺利的向下运动进入水面，同时通过固定板621对水流流向进行适配，使得第三连接架62带动第二转动架61转动杆，从而使得集水框43能够始终匹配水流的流动方向，便于对水面流速进行测量。

如图1、图2和图5所示，还包括有挤压机构7，挤压机构7包括有第二固定架70、固定轮71、滑动架72、挤压轮73和第二弹簧74，安装架1左右两侧均连接有第二固定架70，第二固定架70靠近安装架1的一侧均转动式连接有固定轮71，第二固定架70相互远离的一部均滑动式连接有滑动架72，滑动架72上均转动式连接有挤压轮73，挤压轮73与固定轮71上均开有导线槽，挤压轮73与固定轮71之间配合能够对线缆52下放进行导向，滑动架72与第二固定架70之间均连接有第二弹簧74，第二弹簧74均绕在滑动架72上，第二弹簧74相互靠近的一端均与滑动架72连接，第二弹簧74相互远离的一端均与第二固定架70连接。

在线缆52进行下放时，固定轮71和挤压轮73之间相互配合能够对线缆52进行压紧导向，避免线缆52放出的速度过快导致线缆52缠绕打结，同时在第二弹簧74的作用下，挤压轮73能够始终保持对线缆52的挤压，从而使得线缆52上部分不会出现剧烈的晃动，对配重块521的下放起到稳定的效果，之后随着线缆52向上回收，挤压轮73与固定轮71之间配合能够对线缆52上的水渍进行刮除，避免水渍附着过多导致线缆52上生成大量水垢，影响线缆52的回收，综上所述，通过挤压轮73与固定轮71之间的配合，在线缆52下放的过程中能够对线缆52进行导向，同时也能够避免线缆52出现剧烈的晃动，同时在线缆52回收的过程中，能够对线缆52上的水渍进行刮除，避免线缆52上生成水垢。

如图1、图2和图6所示，还包括有牵引机构8，牵引机构8包括有第二盘线轮80和连接件81，安装架1后部上侧连接有连接件81，安装架1上部后侧卡接有第二盘线轮80，第二盘线轮80与连接件81之间通过拉绳连接，第二盘线轮80与连接件81之间配合能够便于测量人员在岸边对安装架1进行拉动。

在需要对水面流速进行测量时，将第二盘线轮80从安装架1上取下，之后将第二盘线轮80留在岸边，当水面流速测量完成后，可以通过使用第二盘线轮80对安装架1进行拉动回收，从而便于测量人员快速对装置进行回收。

如图1-图3所示，还包括有警示机构9，警示机构9包括有固定柱90和反光条91，安装架1顶部连接有固定柱90，固定柱90上连接有反光条91，反光条91均能够对光线进行反射，从而提示水面上的船只，避免碰撞。

如果在夜间进行测量时，由于黑暗的环境下人们的视觉范围有限，水面上的船只观测人员在进行水面情况观测时，通过光照对水面进行照射，此时反光条91能够对照射光线进行反射，从而在固定柱90表面形成高亮区域，便于来往的船只辨别，避免出现碰撞事故。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。