一种水文地质勘测用水流量测量装置

技术领域

本发明涉及水文地质勘探技术领域，尤其是涉及一种水文地质勘测用水流量测量装置。

背景技术

水文地质勘测指为查明一个地区的水文地质条件而进行的水文地质调查研究工作，旨在掌握地下水和地表水的成因、分布及其运动规律。为合理开采利用水资源，正确进行基础、打桩工程的设计和施工提供依据，在水文地质勘测过程中经常需要对勘测的水体流速进行测量。

经检索，公开号为：CN114705256A的发明专利，公开了一种水文地质勘测用水流量测量装置，包括测量筒，所述测量筒的内壁转动设置有转轴，且转轴的外壁设置有等距离呈环形分布的叶片，所述转轴的外壁设置有信号齿轮，所述测量筒的外壁设置有吊环，且吊环上连接有钢丝绳，所述测量筒的内壁靠近信号齿轮一侧的位置处设置有转速传感器，且转速传感器的一端设置有信号线，还包括：安装机构，所述安装机构设置于测量筒的外壁，且安装机构上通过牵引绳连接有配重机构。

该专利存在一定缺陷：由于水中的环境复杂，水中会漂浮着很多水草和塑料袋垃圾等杂物，这些杂物会随着水流流入到测量筒的内侧，把测量叶片缠绕，导致其无法转动，从而导致装置不能正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水文地质勘测用水流量测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种水文地质勘测用水流量测量装置，包括测量筒，所述测量筒的内侧一端固定有支架，所述支架的内部固定有圆壳，所述圆壳的一端转动插设有测量桨叶，且圆壳的内侧另一端安装有控制器，所述圆壳的内侧位于中段位置处安装有转速传感器，所述测量桨叶的一端与转速传感器的输入轴固定连接，所述转速传感器和控制器电性连接，还包括；水流过滤清理机构，所述水流过滤清理机构设置在测量筒的内侧另一端；可调节固定机构，所述可调节固定机构设置在测量筒的上侧；两个侧向支撑机构，两个所述侧向支撑机构分别设置在可调固定机构的两侧；所述可调节固定机构包括底板，所述底板的上侧位于中段位置处安装有电动伸缩杆，且底板的内部位于四角位置处转动插设有四个螺旋轴，所述电动伸缩杆的伸缩端末端滑动插设有导杆，且电动伸缩杆的伸缩端末端上侧位于导杆一侧位置处转动连接有内螺纹套筒，所述电动伸缩杆的伸缩端末端上侧位于内螺纹套筒一侧位置处安装有第二电机，所述第二电机的驱动端固定有主动齿轮，所述内螺纹套筒的外侧上端固定有从动齿轮，且内螺纹套筒的内侧通过螺纹贯穿转动连接有丝杆，所述主动齿轮和从动齿轮通过齿牙啮合，所述导杆和丝杆的下端通过丝杆连接板与测量筒的上侧转动连接。

优选的，所述水流过滤清理机构包括固定于测量筒内侧另一端的中空立柱，所述中空立柱的一侧位于中段位置处安装有第一电机，所述第一电机和控制器电性连接，所述中空立柱的内侧两端通过传动轴支撑板对称转动连接有两个传动轴，两个所述传动轴的一端均固定有从动锥齿轮，且两个传动轴的外侧另一端均套设固定有蜗杆套，所述第一电机的驱动端固定有位于中空立柱内侧的主动轴，所述主动轴的外侧固定有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮通过齿牙与两个从动锥齿轮啮合，所述中空立柱的内侧两端对称转动连接有两个蜗轮轴，两个所述蜗轮轴的外侧位于中段位置处均固定有蜗轮，两个所述蜗轮分别与两个蜗杆套相啮合，两个所述蜗轮轴的一侧均固定有延伸至中空立柱外部的转动杆，两个所述转动杆的一端均固定有阻隔框，两个所述阻隔框的内侧均等间距转动插设有多个阻隔轴，多个所述阻隔轴的一端均通过涡轮叶片固定螺栓固定有涡轮叶片，两个所述阻隔框之间转动连接有海草阻隔剪断机构。

优选的，所述侧向支撑机构包括固定于导杆和丝杆一侧位于下端位置处的第一活塞筒和固定于底板上侧一端的第二活塞筒，所述第一活塞筒的内侧滑动连接有第一活塞，所述第一活塞的一端连接有弹簧，且第一活塞的另一端固定有延伸至第一活塞筒外部的活塞杆，所述活塞杆的一端固定有承压板，所述第二活塞筒和第一活塞筒之间通过连通管连通，且第二活塞筒的内侧滑动连接有第二活塞，所述第二活塞的一端固定有延伸至第二活塞筒外部的伸缩臂，所述伸缩臂的一端固定有侧向支撑架。

优选的，所述侧向支撑架的一侧位于两端位置处固定有两个导向杆，两个所述导向杆的外侧一端均滑动套设有导杆套筒，两个所述导杆套筒的一端均与电动伸缩杆的一侧固定。

优选的，所述海草阻隔剪断机构包括分别转动连接于两个阻隔框一侧的两个连接板，两个所述连接板之间等间距设置有多个结构相同的折叠机构，所述折叠机构包括多个首尾转动连接的第一连杆和多个首尾转动连接的第二连杆，多个所述第一连杆和多个第二连杆之间交叉转动连接，且多个第一连杆和多个第二连杆之间对称排列，多个所述第一连杆和多个第二连杆的一端位于一侧位置处均设置有刀刃。

优选的，四个所述螺旋轴的上端均固定有转动把。

优选的，所述内螺纹套筒和丝杆之间的螺纹升角小于摩擦角。

优选的，所述测量筒的两侧对称固定有两个导流板。

优选的，所述第一活塞筒、第二活塞筒、连通管的内侧均填充有液压油。

优选的，所述阻隔框、阻隔轴均采用铝合金材质的构件。

本发明通过改进在此提供水文地质勘测用水流量测量装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明通过水流过滤清理机构，可以将水流中的水草、垃圾袋等杂物进行阻隔，防止杂物随着水流流入到测量筒的内侧，将测量桨叶缠绕，导致测量桨叶不能转动，从而影响正常的测量工作，而且水流过滤清理机构可以自动将覆盖或缠绕在外侧的水草、垃圾袋等杂物进行清除，保证了装置的长时间稳定运行，无需定期对装置进行清理；

其二：本发明通过侧向支撑机构，可以根据测量筒的下降深度，自动调节两个侧向支撑架的间距，当测量筒的下降深度增加时，可以增加两个侧向支撑架的间距，防止测量筒发生大幅度的摆动，提高装置固定的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一视角结构示意图；

图2为本发明的第二视角结构示意图；

图3为本发明的局部剖视结构示意图；

图4为本发明的圆壳内部的结构示意图；

图5为本发明的图3中A处的放大结构示意图；

图6为本发明的图3中B处的放大结构示意图；

图7为本发明的图1中C处的放大结构示意图；

图8为本发明的海草阻隔剪断机构的结构示意图；

图9为本发明的侧向支撑机构的结构示意图。

附图标记：

1、测量筒；2、支架；3、圆壳；4、测量桨叶；5、转速传感器；6、控制器；7、导流板；101、中空立柱；102、第一电机；103、传动轴；104、传动轴支撑板；105、从动锥齿轮；106、主动轴；107、主动锥齿轮；108、蜗杆套；109、蜗轮轴；110、蜗轮；111、转动杆；112、阻隔框；113、阻隔轴；114、涡轮叶片固定螺栓；115、涡轮叶片；116、连接板；117、第一连杆；118、第二连杆；119、刀刃；201、底板；202、电动伸缩杆；203、螺旋轴；204、导杆；205、丝杆；206、丝杆连接板；207、第二电机；208、主动齿轮；209、内螺纹套筒；210、从动齿轮；301、第一活塞筒；302、第一活塞；303、活塞杆；304、承压板；305、连通管；306、第二活塞筒；307、第二活塞；308、伸缩臂；309、侧向支撑架；310、导杆套筒；311、导向杆；312、弹簧。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种水文地质勘测用水流量测量装置，本发明的技术方案是：

如图1至图9所示，本发明实施例提供了一种水文地质勘测用水流量测量装置，包括测量筒1，测量筒1的内侧一端固定有支架2，支架2的内部固定有圆壳3，圆壳3的一端转动插设有测量桨叶4，且圆壳3的内侧另一端安装有控制器6，圆壳3的内侧位于中段位置处安装有转速传感器5，测量桨叶4的一端与转速传感器5的输入轴固定连接，转速传感器5和控制器6电性连接，还包括；水流过滤清理机构，水流过滤清理机构设置在测量筒1的内侧另一端；可调节固定机构，可调节固定机构设置在测量筒1的上侧；两个侧向支撑机构，两个侧向支撑机构分别设置在可调固定机构的两侧；可调节固定机构包括底板201，底板201的上侧位于中段位置处安装有电动伸缩杆202，且底板201的内部位于四角位置处转动插设有四个螺旋轴203，电动伸缩杆202的伸缩端末端滑动插设有导杆204，且电动伸缩杆202的伸缩端末端上侧位于导杆204一侧位置处转动连接有内螺纹套筒209，电动伸缩杆202的伸缩端末端上侧位于内螺纹套筒209一侧位置处安装有第二电机207，第二电机207的驱动端固定有主动齿轮208，内螺纹套筒209的外侧上端固定有从动齿轮210，且内螺纹套筒209的内侧通过螺纹贯穿转动连接有丝杆205，主动齿轮208和从动齿轮210通过齿牙啮合，导杆204和丝杆205的下端通过丝杆连接板206与测量筒1的上侧转动连接，内螺纹套筒209和丝杆205之间的螺纹升角小于摩擦角，起到自锁作用，防止丝杆205发生微小移动，导致测量筒1的深度发生改变。

进一步的，水流过滤清理机构包括固定于测量筒1内侧另一端的中空立柱101，中空立柱101的一侧位于中段位置处安装有第一电机102，第一电机102和控制器6电性连接，中空立柱101的内侧两端通过传动轴支撑板104对称转动连接有两个传动轴103，两个传动轴103的一端均固定有从动锥齿轮105，且两个传动轴103的外侧另一端均套设固定有蜗杆套108，第一电机102的驱动端固定有位于中空立柱101内侧的主动轴106，主动轴106的外侧固定有主动锥齿轮107，主动锥齿轮107通过齿牙与两个从动锥齿轮105啮合，中空立柱101的内侧两端对称转动连接有两个蜗轮轴109，两个蜗轮轴109的外侧位于中段位置处均固定有蜗轮110，两个蜗轮110分别与两个蜗杆套108相啮合，两个蜗轮轴109的一侧均固定有延伸至中空立柱101外部的转动杆111，两个转动杆111的一端均固定有阻隔框112，两个阻隔框112的内侧均等间距转动插设有多个阻隔轴113，多个阻隔轴113的一端均通过涡轮叶片固定螺栓114固定有涡轮叶片115，两个阻隔框112之间转动连接有海草阻隔剪断机构，通过水流过滤清理机构，可以将水流中的水草、垃圾袋等杂物进行阻隔，防止杂物随着水流流入到测量筒1的内侧，将测量桨叶4缠绕，导致测量桨叶4不能转动，从而影响正常的测量工作，而且水流过滤清理机构可以自动将覆盖或缠绕在外侧的水草、垃圾袋等杂物进行清除，保证了装置的长时间稳定运行，无需定期对装置进行清理。

进一步的，侧向支撑机构包括固定于导杆204和丝杆205一侧位于下端位置处的第一活塞筒301和固定于底板201上侧一端的第二活塞筒306，第一活塞筒301的内侧滑动连接有第一活塞302，第一活塞302的一端连接有弹簧312，且第一活塞302的另一端固定有延伸至第一活塞筒301外部的活塞杆303，活塞杆303的一端固定有承压板304，第二活塞筒306和第一活塞筒301之间通过连通管305连通，且第二活塞筒306的内侧滑动连接有第二活塞307，第二活塞307的一端固定有延伸至第二活塞筒306外部的伸缩臂308，伸缩臂308的一端固定有侧向支撑架309，侧向支撑架309的一侧位于两端位置处固定有两个导向杆311，两个导向杆311的外侧一端均滑动套设有导杆套筒310，两个导杆套筒310的一端均与电动伸缩杆202的一侧固定，导向杆311和导杆套筒310之间滑动连接配合，提高侧向支撑架309的移动稳定性，第一活塞筒301、第二活塞筒306、连通管305的内侧均填充有液压油，通过液压油可以传递动力，使第一活塞302移动可以带动第二活塞307移动，通过侧向支撑机构，可以根据测量筒1的下降深度，自动调节两个侧向支撑架309的间距，当测量筒1的下降深度增加时，可以增加两个侧向支撑架309的间距，防止测量筒1发生大幅度的摆动，提高装置固定的稳定性。

进一步的，海草阻隔剪断机构包括分别转动连接于两个阻隔框112一侧的两个连接板116，两个连接板116之间等间距设置有多个结构相同的折叠机构，折叠机构包括多个首尾转动连接的第一连杆117和多个首尾转动连接的第二连杆118，多个第一连杆117和多个第二连杆118之间交叉转动连接，且多个第一连杆117和多个第二连杆118之间对称排列，多个第一连杆117和多个第二连杆118的一端位于一侧位置处均设置有刀刃119，两个阻隔框112展开时，会带动海草阻隔剪断机构的两个连接板116分离，从而带动多个第一连杆117和第二连杆118向竖直角度转动展开，多个第一连杆117和多个第二连杆118之间交叉转动连接，因此在两个阻隔框112展开清理外侧覆盖的垃圾时，交叉排列的第一连杆117和第二连杆118可以对水流中的垃圾杂物进行临时的阻挡，当两个阻隔框112合并时，两个连接板116合并，带动多个第一连杆117和第二连杆118向水平角度转动折叠，而且多个第一连杆117和多个第二连杆118的一端位于一侧位置处均设置有刀刃119，因此第一连杆117和第二连杆118折叠时可以通过刀刃119将缠绕在其外侧的条状杂物进行切断，保证了海草阻隔剪断机构能够正常折叠收纳。

在图7中，四个螺旋轴203的上端均固定有转动把，转动把便于对螺旋轴203进行转动。

在图1中，测量筒1的两侧对称固定有两个导流板7，导流板7受到水流冲击时，可以与水流向平行，从而带动测量筒1转动，使测量筒1与水流向平行，提高了水流速测量精度。

在图3和6中，阻隔框112、阻隔轴113均采用铝合金材质的构件，铝合金材质的构件重量轻而且耐腐蚀，减小了阻隔框112、阻隔轴113的惯性，在其展开和回收时更加灵活，减小展开和回收时的能耗。

在使用时，首先将可调固定机构的底板201放置在岸边地面上，然后转动四个螺旋轴203，使四个螺旋轴203旋入到土壤中，即可将底板201固定于地面，从而将装置整体进行固定，然后控制电动伸缩杆202的伸缩端伸出，控制第二电机207带动主动齿轮208转动，主动齿轮208转动通过齿牙啮合带动从动齿轮210和内螺纹套筒209转动，内螺纹套筒209转动通过螺纹啮合带动丝杆205上下移动，从而可以调节测量筒1在水中的水平位置和深度，方便使用时对装置进行固定，随着测量筒1下降的深度增加，水压越来越大，水压通过承压板304对活塞杆303施加压力，活塞杆303带动第一活塞302向右移动并将弹簧312压缩，同时使第一活塞筒301内部的液压油通过连通管305压入到第二活塞筒306的内侧，液压油推动第二活塞307和伸缩臂308向外移动，伸缩臂308带动侧向支撑架309向外移动，增加两侧的两个侧向支撑架309的间距，两个侧向支撑架309可以增加底板201与地面的接触面积，从而可以增加装置的固定牢固性，测量筒1的下沉深度越大，受到的横向摆动幅度越大，通过增加两个侧向支撑架309的间距，可以大幅提高测量筒1在水中的稳定性，防止装置倾倒，测量时水流通过测量筒1的内侧，推动测量桨叶4转动，测量桨叶4带动转速传感器5的输入轴转动，转速传感器5可以对测量桨叶4的转速进行检测，并将转速数据传输给控制器6，通过控制器6的计算即可得出水流量，阻隔框112和阻隔轴113可以对水中的水草、塑料袋等杂质进行阻挡，防止水草塑料袋将测量桨叶4缠绕影响装置的正常测量工作，如果塑料袋将阻隔框112覆盖遮挡，此时进入测量筒1内侧的水量减小，导致测量桨叶4的转速急速下降，此时控制器6检测到转速下降，可以判断阻隔框112被遮挡，为了保证转速传感器5的正常测量，控制器6发送信号给第一电机102，第一电机102带动主动轴106和主动锥齿轮107转动，主动锥齿轮107转动通过齿牙啮合带动两个从动锥齿轮105反向转动，两个从动锥齿轮105分别带动两个传动轴103转动，两个传动轴103带动两个蜗杆套108转动，两个蜗杆套108转动通过啮合带动两个蜗轮110和两个蜗轮轴109反向转动，两个蜗轮轴109分别带动两个转动杆111反向转动，两个转动杆111分别带动两个阻隔框112反向转动，使两个阻隔框112向两侧展开，两个阻隔框112转动至水平角度，此时水流可以将阻隔框112和阻隔轴113一侧覆盖的垃圾袋等杂物冲走，同时水流冲击涡轮叶片115，可以带动阻隔轴113转动，便于使缠绕在阻隔轴113外侧的水草等条状杂物脱落，起到了自动清理的作用，不需要将装置从水中捞起清理，两个阻隔框112展开时，会带动海草阻隔剪断机构的两个连接板116分离，从而带动多个第一连杆117和第二连杆118向竖直角度转动展开，多个第一连杆117和多个第二连杆118之间交叉转动连接，因此在两个阻隔框112展开清理外侧覆盖的垃圾时，交叉排列的第一连杆117和第二连杆118可以对水流中的垃圾杂物进行临时的阻挡，当两个阻隔框112合并时，两个连接板116合并，带动多个第一连杆117和第二连杆118向水平角度转动折叠，而且多个第一连杆117和多个第二连杆118的一端位于一侧位置处均设置有刀刃119，因此第一连杆117和第二连杆118折叠时可以通过刀刃119将缠绕在其外侧的条状杂物进行切断，保证了海草阻隔剪断机构能够正常折叠收纳。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。