专利名称：流场长时段三维监测装置及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流场长时段三维监测装置，适宜安放于各类流体的流场中，监测 一定时段内流场内两两相互垂直三维方向上来、去两个方向流体的流通量，联立监测装置 管径和监测时长即可得到相应的流速，并涉及该装置的制作方法。
背景技术：
有关流场三维监测的专利设计很多，如申请号为92114234X、981122116、 03253311X,2004100249576,2005100118381,2005100312292,2010101114552 等相关专利，
这些专利设计对于流场或流速的测量原理不尽相同，但大都是应用光学、电子学等相关技 术及摄像、计算机成像、电磁感应等分析手段对不同流场进行实时监测分析，提供流场的实 时图像或相关数据。这些应用高技术的专利设计通常需要较精密而昂贵的仪器设备，对于 野外的长期监测而言并不十分适用。在进行野外考察或调查时，应用前述专利设计可以获 得所监测流场在某一时刻或调查期内的流场状态。但进行野外调查或考察通常花费巨大， 因而进行的调查次数有限，两次调查间隔的时期往往长达若干月以上，在调查间隙的长时 间段内对于流场的状态是难以进行监测的，目前尚未见到关于解决前述问题的专利设计。

发明内容
为解决目前国内现有技术和设计原理在该领域内的缺陷和不足，本发明的目的在 于提供一种流场长时段三维监测装置及其制作方法，用以监测某一较长时间段内流场三维 方向上的平均流速及流向，进而可以通过矢量合成较真实地反应流场在监测时间段内的平 均状态，流场长时段三维装置可以方便地进行海洋、湖泊等大型水域或其他流场的长期三 维状态监测，具有较大的实用性与便捷性，便于流场环境状况的长期调查与监测。本发明的目的还在于提供上述流场长时段三维监测装置的制造方法，以使这种流 场长时段三维监测装置满足上述要求。本发明的目的是这样来达到的，研制了一种流场长时段三维监测装置，该流场长 时段三维监测装置由单向管式流量计(1)、固定支架(2)组成，其特征在于由两个流通方 向相反的单向管式流量计1相互平行地构成一组双联管式流量计，再由三组双联单向管式 流量计按照两两相互垂直的方式固定安装在同一个水平轴(3)上，然后安放在固定支架 (2)上，形成一个前述的流场长时段三维监测装置。所述的流场长时段三维监测装置，单向管式流量计(1)由单向阀门(4)和流量计 (5)构成，单向管式流量计⑴长度与管径的比值小于5。所述的流场长时段三维监测装置，双联单向管式流量计由两个单向阀门方向相反 的单向管式流量计相互平行地组成。本发明为了确保上述技术更好的实现，提供了一种流场长时段三维监测装置的制 作方法，具体步骤如下①、制造流场长时段三维监测装置主体各部件模具；
②、将①过程选取的各部件模具进行铸造成型或其他加工成型；③、将②过程加工成型的各部件组装而成。本发明的优点是结构简单，设计科学，流场长时段三维装置可以方便地进行海 洋、湖泊等大型水域或其他流场的长期三维状态监测，具有较大的实用性与便捷性，便于流 场环境状况的长期调查与监测，经济实用，适宜广泛推广。


图1为流场长时段三维监测装置结构图。图2为单个单向管式流量计结构图，六个单向管式流量计组合成为一个流场长时 段三维监测装置。其中，图中标号⑴为单向管式流量计，(2)为固定支架，(3)为水平轴，⑷为单 向阀，(5)为流量计。
具体实施例方式参见图1和图2，本发明研制了一种流场长时段三维监测装置，采取如下步骤该流场长时段三维监测装置由单向管式流量计(1)、固定支架(2)组成，其特征在 于由两个流通方向相反的单向管式流量计(1)相互平行地构成一组双联管式流量 计，再由三组双联单向管式流量计按照两两相互垂直的方式固定安装在同一个水平轴(3) 上，然后安放在固定支架(2)上，形成一个前述的流场长时段三维监测装置。所述的流场长时段三维监测装置，单向管式流量计(1)由单向阀门(4)和流量计 (5)构成，单向管式流量计⑴长度与管径的比值小于5。所述的流场长时段三维监测装置，双联单向管式流量计由两个单向阀门方向相反 的单向管式流量计相互平行地组成。本发明为了确保上述技术更好的实现，提供了一种流场长时段三维监测装置的制 作方法，具体步骤如下①、制造流场长时段三维监测装置主体各部件模具；②、将①过程选取的各部件模具进行铸造成型或其他加工成型；③、将②过程加工成型的各部件组装而成。本发明由三组两两相互垂直的双联管式流量计组成，每组双联管式流量计由两个 反向且相互平行的单向管式流量计组成，即本发明由六个相同的单向管式流量计组装而 成。每个单向管式流量计由单向阀门(4)和流量计(5)组成，流量计(5)可采用现有较为成 熟可靠的管式流量计。这样，流体只能从单向阀门所限制的单一方向上通过每个单向管式 流量计，一个单向管式流量计可以忠实地记录监测期限内通过该单一方向上流体的流量， 一组双联单向管式流量计则可以可靠地监测某个方向上流体来、去双向的流通量。将三组 平行双联管式流量计按两两相互垂直的方式固定安装在水平轴(3)上，然后整体装置安放 在固定支架(2)上，以便于投放监测。设管式流量计管径为2R米，监测时间为T天，每个单向管式流量计所记录的流量 为Vi立方米(i = 1，2. . . 6)，则每个单向管式流量计所监测该方向的平均流速为Vi/ ( π R2T)
4米/天(i = 1，2...6)。每组两个平行管式流量计的结果进行矢量相加可以得到该维度上 监测期内的平均流速大小和流向，三个维度上的流速进行矢量合成则可以得到所监测流场 在监测期内的平均流速大小和流向。本发明所设计的流场长时段三维监测装置适宜投放于海洋、湖泊等大型水域或其 他流场中，进行长期的三维流场状态监测。设管式流量计管径为R，长度为L，为减小监测装 置自身对流场的影响，在满足设备安装及运行的情况下，应尽量减小管式流量计的长宽比 L/R，使其不大于5。另外，本发明并不意味着被示意图及说明书所局限，在没有脱离设计宗旨及其原 理的前提下可以有所变化。
权利要求
流场长时段三维监测装置，由单向管式流量计(1)、固定支架(2)组成，其特征在于由两个流通方向相反的单向管式流量计(1)相互平行地构成一组双联管式流量计，再由三组双联单向管式流量计按照两两相互垂直的方式固定安装在同一个水平轴(3)上，然后安放在固定支架(2)上，形成一个前述的流场长时段三维监测装置。
2.根据权利要求1所述的流场长时段三维监测装置，其特征在于所述的单向管式流 量计(1)由单向阀门(4)和流量计(5)构成，单向管式流量计(1)长度与管径的比值小于 5。
3.根据权利要求1所述的流场长时段三维监测装置，其特征在于所述的单向管式流 量计(1)中，流量计(5)位于单向阀门(4)的前方，即流体先通过流量计(5)后，再通过单 向阀门(4)。
4.根据权利要求1所述的流场长时段三维监测装置，其特征在于所述双联单向管式 流量计由两个单向阀门方向相反的单向管式流量计相互平行地组成。
5.根据权利要求1或2或3或任意一项所述的流场长时段三维监测装置制作方法，其 特征在于它包括以下方法步骤①、选取流场长时段三维监测装置主体各部件模具；②、将①过程选取的各部件模具进行制作成型或其他加工成型；③、将②过程加工成型的各部件组装而成。
全文摘要
本发明提供一种流场长时段三维监测装置，由单向管式流量计、固定支架组成，其特征在于由两个流通方向相反的单向管式流量计相互平行地构成一组双联管式流量计，再由三组双联单向管式流量计按照两两相互垂直的方式固定安装在同一个水平轴上，然后安放在固定支架上，形成一个前述的流场长时段三维监测装置。本发明制作方法步骤制造各部件模具、进行铸造成型或其他加工成型、组装。本发明的优点是结构简单，设计科学，流场长时段三维装置可以方便地进行海洋、湖泊等大型水域或其他流场的长期三维状态监测，具有较大的实用性与便捷性，便于流场环境状况的长期调查与监测，经济实用，适宜广泛推广。
文档编号G01P13/02GK101975869SQ20101029144
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者周倩, 张晶, 张秀梅, 游奎, 马彩华, 高天翔 申请人:中国海洋大学