一种应用于小型灌溉渠道的超声测流仪器的制作方法

本技术涉及超声测流仪器，具体涉及一种应用于小型灌溉渠道的超声测流仪器。

背景技术：

1、现有的超声渠道测流仪器主要包括堰式、槽式、超声波、电磁、雷达等类型。堰式(如三角堰、矩形堰)和槽式(如巴歇尔槽)是最传统的类型，基于明渠恒定流能量方程发展而来，19世纪起广泛应用于灌溉、给排水工程，通过固定堰/槽的水位-流量关系推算流量，技术成熟但依赖固定水力结构。超声波流量计伴随20世纪声学技术进步出现，分接触式(水下换能器)和非接触式(水面上方测流速)，基于声波在流体中传播的多普勒效应或时差法计算流速，适配复杂断面。电磁流量计基于法拉第电磁感应定律，20世纪中后期应用于明渠，需流体导电且非满管设计，依赖流速-断面面积换算。雷达流量计是近年雷达技术微型化的产物，非接触式测量水面流速，适用于恶劣环境，无需与水体接触。

2、常规灌溉渠道测量仪器在复杂工况下存在明显局限性，低水头精度差，多数仪器(如巴歇尔槽、薄壁堰)依赖一定水头差实现测量，但是坡降缓会导致水流速低、水头不足，易出现流速分布不均，使测量值偏离实际流量，尤其小流量时误差显著。

3、另外，现有的常规灌溉渠道测量仪器抗冻胀变形能力弱，因此依赖固定混凝土基座安装会导致基座开裂、仪器位移，破坏原有的水力结构(如堰槽尺寸、传感器位置)，造成长期测量精度下降，甚至设备损坏。

4、进一步地，现有的常规灌溉渠道测量仪器不耐泥沙与淤积，泥沙易会堵塞仪器关键部位(如电磁流量计电极、超声波换能器)。淤积变化大时，固定断面设计的仪器无法匹配实际断面，导致测量值与真实流量偏差显著，且需频繁清淤维护。

5、再者，常规灌溉渠道测量仪器难适应流量波动：常规仪器量程范围较窄，小流量时信号弱、精度低，大流量时易超出量程；同时响应速度慢，难以捕捉瞬时流量变化，无法满足灌溉中灌水、停水等工况的动态测量需求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种应用于小型灌溉渠道的超声测流仪器，实现在低水头、高泥沙淤积、多冻胀、流量变化大条件下的流量测量。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种应用于小型灌溉渠道的超声测流仪器，包括沿灌溉渠道中心轴方向均匀分布的多对超声换能器；同一对中的两个超声换能器分别固定在灌溉渠道的外表面的两侧形成对射式结构，并且形成的声道经过灌溉渠道的中心轴；各个超声换能器分别通过各自的安装板固定在灌溉渠道的外表面；所述安装板呈倒u型。

4、进一步地，所述灌溉渠道的外表面设置有安装槽,安装板通过不锈钢膨胀螺栓固定在安装槽内，安装槽和安装板之间的间隙采用砂砾石或风积沙填充。

5、进一步地，所述超声换能器嵌入球铰结构的内部，所述球铰结构可转动地嵌入底座的顶部的容置腔内，底座底部的底板通过螺钉固定在安装板上。

6、更进一步地，所述底座和所述安装板之间具有橡胶圈。

7、更进一步地，所述球铰结构采用不锈钢材料制成。

8、本实用新型的有益效果在于：

9、1、本实用新型采用多对换能器成对配合使用，可以形成多声道，获得灌溉渠道流场的多层流速分布信息。

10、2、本实用新型的超声换能器采用倒u型的安装板在灌溉渠道表面提前安装，可以有效预防冻胀，同时便于整体拆卸维修。

11、3、本实用新型中，将超声换能器嵌入球铰结构中，可以解决阻流和挂草问题。

12、综上所述，本实用新型的超声测流仪器能够在低水头、高泥沙淤积、多冻胀、流量变化大条件下让测流精度优于±5％。

1.一种应用于小型灌溉渠道的超声测流仪器，其特征在于，包括沿灌溉渠道中心轴方向均匀分布的多对超声换能器；同一对中的两个超声换能器分别固定在灌溉渠道的外表面的两侧形成对射式结构，并且形成的声道经过灌溉渠道的中心轴；各个超声换能器分别通过各自的安装板固定在灌溉渠道的外表面；所述安装板呈倒u型。

2.根据权利要求1所述的超声测流仪器，其特征在于，所述灌溉渠道的外表面设置有安装槽,安装板通过不锈钢膨胀螺栓固定在安装槽内，安装槽和安装板之间的间隙采用砂砾石或风积沙填充。

3.根据权利要求1所述的超声测流仪器，其特征在于，所述超声换能器嵌入球铰结构的内部，所述球铰结构可转动地嵌入底座的顶部的容置腔内，底座底部的底板通过螺钉固定在安装板上。

4.根据权利要求3所述的超声测流仪器，其特征在于，所述底座和所述安装板之间具有橡胶圈。

5.根据权利要求3所述的超声测流仪器，其特征在于，所述球铰结构采用不锈钢材料制成。