7 o$ V; i% g& j7 V; ?+ ? 小新又双叒叕来给大家科普知识啦“前世今生”系列之“ 流 速 仪 ”篇 什 么 是 流 速 仪 ?
) l" h" y0 y/ K! M/ \2 ^ 流速仪顾名思义是一种测量流速的仪器,可以用于江河流量监测、农业灌溉、市政给排水、工业污水等行业明渠流速测量。
1 W0 V/ h$ ]1 { V4 c) { 什 么 是 流 速 ?
3 Q0 S8 r# b- d4 T) X9 m' |, W9 W6 Z 水文上的流速是指水流质点在单位时间内沿流程移动的位移。渠道和河道里的水流各点的流速不相同,靠近河(渠)底、河边处的流速较小,河中心近水面处的流速最大,为了计算简便,通常用横断面平均流速来表示该断面水流的速度。流速的单位为m/s,例如1.23m/s,就表示水流质点每秒钟移动了1.23米的距离。 # J( T3 s( W% o5 v* u! E/ u* x
小百科:山区的短历时降水量级并不大,却极易形成破坏力很强的山洪,这是为什么呢? & O/ P5 `5 f4 l+ }- q+ d" n6 U! q0 L
由于山体坡降较大,土壤覆盖薄,短时强降雨不易停留下渗,雨水沿着山坡不断汇集并且“越跑越快”,由于流速过快又夹杂着碎石和泥沙一泻而下,从而形成了“撞击力”很强的“拳头”,进而造成人员伤亡、财产损失。所以,在这里提醒大家,入山区游玩要及时关注天气情况,遇降雨要提高警惕,提前避险,千万不要小看它哦!
7 ~3 b% l8 o, c, f$ R; z: V: I 流速仪是水文人手中的“枪”,是江水河流的听诊器,通过它测出的数据,我们可以掌握可用水资源量,可以在山洪和台风期间掌握各河道流量从而防范天灾。
1 x2 L! t. C5 g/ f4 t. O 那流速仪究竟长什么样子呢?
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是这样的吗? & o% L* Y! r5 B. k2 |6 M! I
NO! NO! NO! % U" m. z+ C( w3 c/ b$ o3 @
这是解放军叔叔手中维护治安, a4 y' [& H# l2 \8 b$ B6 B
保家卫国的枪。
& ~0 V% v3 n* i9 q) q 跟我来, 4 y+ H1 ^2 |8 r1 J
带你看一下当代水文人的测验武器 , O+ g3 v U7 F4 b. w; @+ v
了解一下它的前世今生!
& q' r1 z( F4 A3 S9 E 法国H.皮托于1732年发明了皮托管,可测定不同深度的水流速度,从而使人们对河流断面上的流速分布有了新的认识。1790年,真正的流速仪问世,德国人R.沃尔特曼发明了转子式流速仪,其后1870年,美国的T.G.埃利斯发明了旋桨式流速仪,而旋杯式流速仪则是在1885年,由美国的W.G.普赖斯发明的。 & @' F4 s: K/ V8 i
在我国,由于早期在科学技术与电子技术等方面比较落后,对流速仪的研究也相对起步较晚。直到20世纪50~60年代,我国制造使用的旋杯式和旋桨式流速仪,具备了防水防沙性能良好的特点。随着科学技术的日新月异,流速仪从机械式也转而向非转子的电测技术、光学技术、超声波技术和遥测技术的方向发展。 : \4 v4 g( C* |9 W
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转 子 式 流 速 仪
' r9 p% h1 Y5 N5 V, N' `) m' } 主要由旋桨、身架和尾翼三部分组成。旋桨内装有讯号触点和轴承转轴等,主要型号有LS68型、LS78型、LS25-1型、LS45型等。旋桨式流速仪、旋杯式流速仪和旋叶式流速仪均属转子式流速仪,工作原理基本相同,是利用水流动力推动转子旋转,根据转动速度推求流速。通常根据水流流速的不同来选择不同的型号进行流量测验。
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j4 `. S: |! d2 `5 ]7 u6 t" j7 L$ B ▲LS68型流速仪 2 Y5 M1 S/ f1 b3 N
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▲LS45型流速仪
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# k: J8 m# _1 X! q. d ▲LS25-1型流速仪 / {9 P$ r% t. D
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▲LS25-3A型流速仪
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声 学 多 普 勒 流 速 剖 面 仪
2 Q6 ]) B3 v% I0 z9 @ 声学多普勒流速剖面仪(英语:Acoustic Doppler Current Profiler,缩写:ADCP)是一种用于测量水速的水声学流速计。其原理类似于声纳:ADCP向水中发射声波,水中的散射体使声波产生散射;ADCP接收散射体返还的回波信号,通过分析其多普勒效应频移以计算流速。ADCP应用最广的领域当属海洋学研究。ADCP也可用于河流、运河的流量测量。 8 l& R2 n" Z9 ?" y. x/ {9 g2 Q( B( m
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% Z- n, F7 V& ~, D 无 线 遥 控 雷 达 波 缆 道 测 流 系 统 3 c5 c {6 }, Q( y j
无线遥控雷达波缆道测流系统通过架设简易缆道,在缆道上悬挂遥控定位雷达波流速仪,在计算机上输入水位、大断面和测流垂线数据,遥控定位雷达波流速仪自动测验逐条流速垂线,流速数据通过无线方式发送到计算机终,由软件计算出相应流量。 ' K! Q8 e3 j, L+ a6 e7 n! Q
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6 }& r7 A, N1 D9 X 无线遥控雷达波缆道测流系统的特点是携带、安装方便。随时安装,迅速测流。测验缆道简便、经济。不受风雨和停电限制。它主要用于取代浮标法进行高洪测流,要适应高流速、大量漂浮物使测流设备无法入水情况下的流量测验。也可用于巡测和一般性测流。
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[% n! m' z0 v* M$ F, q 手 持 式 电 波 流 速 仪 手持式电波流速仪俗称“雷达测速枪” ,在水流急、含沙量大、漂浮物多以及在洪水等复杂水情情况下,常规测流仪器难以工作,有时连投放浮标都比较困难,而德卡托克服这些不利条件下,对仪器加以改进,使仪器主要应用于野外巡测和洪水、溃坝、决口、泥石流等应急测量,尤其适用于汛期抢测洪峰。% D* D7 v, L+ G' k L% Y9 D( n
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▲斯德克电波流速仪
& T4 [) G8 i; d5 Q 其优点是采用远距离无接触方法直接测量水面流速,通过水面流速系数的换算达到测量河流流速的目的,该仪器不受使用环境影响、不受含沙量、漂浮物等的干扰,具有自动化程度高、操作安全、测量时间短、性能可靠、工作稳定、维护方便等优点。 6 V$ K4 N( m8 D- F2 _
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7 x p- \8 t& }8 {6 m 基于视觉智能分析的实时监测设备 s y/ t/ ?# F$ \) b$ ~+ B
基于视觉智能分析的实时监测设备的开发,是水文监测在人工智能方向上迈出的一大步,克服了在大洪水来袭时,传统监测方式实时数据难获取、现场情况难掌握、检测场景难选择、人员安全难保障等困难。 4 P! @& N, m$ s
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经过小新的科普 4 S" G9 n8 W" [% ]! w
你们是不是对流速仪有了深入的了解
9 u) j' n) Q! m/ y! \) K+ s 想要了解更多水文知识 , B) M0 v# N. }7 ~% ^
千万别错过下期的“前世今生” ( A: E2 a* v0 g& J" H
今天的科普就到这里啦
& x$ X% t4 r6 g5 o7 X, D! J 我们下期见 - ]( H, L& F+ z! v! s& A
下课~ ! a* D/ Z3 }; i5 Y- `' ]$ A8 @* U
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往期精彩回顾 倡议丨@所有水利职工,请带头这样做防灾减灾,水文人做什么?感恩母爱,感恩家庭!* f* y8 h8 x9 ~+ ?$ y& ]. \
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