一种实体模型断面多参量模块化测量装置的测量方法

摘要

本发明公开了一种实体模型断面多参量模块化测量装置及其测量方法，该装置包括多组超声波发射接收探头、信号处理器和测量架，测量架包括横杆和用于支撑横杆的支架；横杆由多段横杆单元组成，一组超声波探头和横杆单元组合成一个测量模块，超声波波探头固定在横杆单元上，实体模型实验时，根据断面形态和实验需要，灵活组配多个测量模块，实现流速分布、地形及水位等多参量测量。支架和横杆单元中都含有丝杠，在步进电机带动下，实现垂直和水平方向的移动，调节超声波探头位置，精确实现断面流速分布测量。本发明的实体模型断面多参量模块化测量装置及其测量方法将显著提高实体模型实验的自动化程度。

主权项

一种实体模型断面多参量模块化测量装置的测量方法，其特征在于：该方法基于实体模型断面多参量模块化测量装置，所述实体模型断面多参量模块化测量装置包括若干组超声波发射接收探头（1）、信号处理器（2）和测量架，所述发射接收探头（1）与信号处理器（2）是分离的，同一流速测量断面上的超声波发射接收探头（1）共用一台信号处理器（2）；所述测量架包括横杆（4）和用于支撑横杆（4）的支架（3），横杆（4）包括若干组连接在一起的横杆单元，横杆单元刚性组合成所需长度的横杆（4），超声波发射接收探头（1）固定在横杆单元上，每组超声波发射接收探头（1）和横杆单元组合成一个流速测量模块；所述支架（3）上设有主丝杠和步进电机，步进电机驱动主丝杠运动从而带动横杆（4）在竖直方向运动；每个横杆单元设有丝杠（7），丝杠（7）通过滑动块（8）与超声波发射接收探头（1）连接，丝杠（7）带动滑动块（8）水平方向运动，从而实现发射接收探头（1）的位置调节；所述测量方法包括以下步骤：信号处理器（2）将超声波激发电信号传输至各个超声波发射接收探头（1），所述超声波发射接收探头（1）将接收电信号传输至信号处理器（2）；每组超声波发射接收探头（1）的底部均设有超声波换能器（5）和压力传感器（6），所述超声波换能器（5）测量流速和距离模型床面底部距离h₁，压力传感器（6）测量出水深h₂，横杆（4）中心线初始高程为H₀，超声波发射接收探头（1）距离横杆（4）中心线距离L₁，则各个超声波发射接收探头（1）布置处水位为：H=H₀‑L₁*α+h₁*α水下地形高程为：P=H₀‑L₁*α‑h₂*α其中α为模型垂直比尺，各个超声波发射接收探头（1）完成水位和流速测量后，根据超声波发射接收探头（1）的水平位置，得到测量断面流速分布和地形分布。