大坝渗流量高精度流量计

摘要

大坝渗流量高精度流量计，具有测量电路，组成包括：一个由底板、壳体、盖板构成的容器，数个装于容器底板周边的支撑杆，一个装在容器上的电动机，一个置于容器中的液位开关，一个插在容器壳体上部开口槽中的进水管，一个连接进水管进水口与电动机输出轴的转动杆，一个装有排水阀并与容器底板上排水口连接的排水管。本发明流量计结构简单，使用方便，自动化程度高，测量原理简明科学，量程比范围大，测量精度高，待测流体随时测量，即时流走，不会产生污垢沉积而影响测量精度的问题，特别适于在大坝管口渗流小流量、多杂质监测环境下长期可靠地进行渗流量监测工作。

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测大坝渗流量的流量计，尤其适用于大坝的管口渗流量监测，属于水工建筑物渗流量测量仪器领域。

背景技术

目前，国内外对于大坝渗流量的监测主要有三种方法：压差法，量水堰法和容积法。

压差式流量计所依据的基本原理是伯努利的能量守恒方程。当流体通过设置在管道中的节流件时，造成流束局部收缩，其流速提高，压力减小。这个节流件两侧的压差与通过的流量有关。流量越大，压差越大，所以可以利用此压差来测量流量。这种流量计要求流体是较为干净的流体，当流体中杂质较多时，就测不准确，甚至是错误的。

量水堰法就是让待测流体流过一定形状的堰板(如三角堰，矩形堰等)，通过测量流体在堰板上的水头的高度结合不同形状对应不同的经验公式加以计算得到待测流体的流量。这种流量计有一个致命的缺陷，就是当流量很小或堰板由于污垢敷积等原因改变形状时，拟合公式就会与现场情况严重不符，计算出来的流量也就十分不准确，甚至是错误的。

容积式流量计目前主要有两种形式：涡轮流量计和翻斗式流量计。

涡轮流量计的原理是将流体分隔到许多不连续的单个容积(相当于量斗)中，然后累计通过流量计单位容积的总数来求出流量。这种流量计主要是用来测量干净的流体，当液体内含有较多杂质时，就会出现结垢现象，进而导致堵住测量管，不能进行测量。

翻斗式流量计主要是计算单位时间内翻斗翻转的次数来求出流量。这种流量计的量程比很小。测量小流量就不能测量大流量，测量大流量就不能测量小流量。另外，由于通过计算翻斗翻转次数进行容积计算，其误差也比较大。还有，当翻斗长期翻转后，其翻斗内部也会结垢，影响容积的计算，进而影响测量精度。

目前，大坝小渗流量(≤1L/s)的测量主要是采用人工的方法，即人工用一个量杯去接待测流体，并记录液体充满量杯所用的时间，进而计算出流体的流量。这种方法测量精度相对较高，但需要大量的人力，效率太低，无法满足现代水利工程渗流量监测的实际需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有流量计不适应大坝渗流小流量、多杂质监测环境的缺点，提供一种大坝渗流量高精度流量计。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：一种大坝渗流量高精度流量计，具有测量电路，其特征是组成包括：一个由底板、壳体、盖板构成的容器，数个装于容器底板周边的支撑杆，一个装在容器上的电动机，一个置于容器中的液位开关，一个插在容器壳体上部开口槽中的进水管，一个连接进水管进水口与电动机输出轴的转动杆，一个装有排水阀并与容器底板上排水口连接的排水管。

本发明大坝渗流量高精度流量计的工作过程如下：将容器安装在待测流体出水口附近，进水管的进水口位置低于待测流体出水口，进水管可由电动机、转动杆带动沿容器壳体上部开口槽转动相应的圆心角(例如开口槽为对应90°圆心角的圆弧，进水管就可转动90°的圆心角)。不测量时，进水管的进水口离开待测流体出水口，排水管上的排水阀为打开状态，待测流体不能进入容器，直接从容器外部流走，而容器内为排空状态。测量时，由测量电路控制电动机、转动杆带动进水管沿容器壳体上部开口槽转动，直至进水管的进水口转动到待测流体出水口正下方，将待测流体引入容器，与此同时，测量电路控制关闭排水管上的排水阀，进入容器的待测流体在开始液位、结束液位分别触发液位开关，使液位开关分别发出记时开始、记时结束的信号，测量电路便可以计算出待测流体的流量(计算公式：流量＝体积/时间)。一旦液位开关发出记时结束的信号，测量电路便可控制进水管的进水口转动离开待测流体出水口，并打开排水管上的排水阀，回到不测量时的状态，等待下一次测量。

本发明的有益效果如下：本发明流量计结构简单，使用方便，自动化程度高，测量原理简明科学，量程比范围大，测量精度高，待测流体随时测量，即时流走，不会产生污垢沉积而影响测量精度的问题，特别适于在大坝管口渗流小流量、多杂质监测环境下长期可靠地进行渗流量监测工作。

附图说明

图1为本发明大坝渗流量高精度流量计的整体结构剖视图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

如图1所示，本发明大坝渗流量高精度流量计，具有测量电路(图中未画出)，其组成包括：一个由底板15、壳体13、盖板7构成的容器，数个装于容器底板15周边的支撑杆17，一个装在容器上的电动机9，一个置于容器中的液位开关3，一个插在容器壳体上部开口槽12中的进水管11，一个连接进水管11的进水口111与电动机输出轴91的转动杆10，一个装有排水阀16并与容器底板15上排水口2连接的排水管1。图中4为液位开关导向杆，导向杆4的上端与容器盖板7固定连接。实施例中，电动机9安装在容器盖板7上，电动机罩8与盖板7固定连接。

本发明流量计排水管1上的排水阀16可以采用电磁阀，由测量电路直接控制。也可以采用机械阀。图1所示的实施例中，机械排水阀16由电动机9带动，具有由连接轴6、护管5、联轴器14组成的与进水管转动杆10联动的联动机构，连接轴6一端连接电动机输出轴91，另一端连接联轴器14，联轴器14与排水阀16的阀芯同轴相连接，护管5套在连接轴6上，保护连接轴6使之不与进入容器的待测流体接触。当测量电路控制电动机通过转动杆10带动进水管11沿容器壳体13上部的开口槽12转动到待测流体出水口正下方时，同时也通过联动机构的连接轴6、联轴器14转动排水阀16的阀芯，关闭排水阀，反之，当测量电路控制电动机通过转动杆10带动进水管11离开待测流体出水口时，同时也通过联动机构的连接轴6、联轴器14反向转动排水阀16的阀芯，打开排水阀。

为了便于在测量现场水平安装本发明流量计，保证测量精度，如图1所示，本发明进一步的特征是：(1)、具有固定连接支撑杆17下端的底座板18，(2)、支撑杆17具有高度调节结构，例如套管结构或螺旋结构。

实施例中，本发明流量计容器壳体13上部的开口槽12为对应90°圆心角的圆弧。