专利摘要
本实用新型公开了流量测量技术领域的一种用于城市排水管道出口流量测量的装置，旨在解决现有技术中部分检测元件始终浸泡在水中，导致检测装置的使用寿命明显缩短的技术问题，输水支管一端通过阀门二与输水干管连接，另一端安装阀门三，输水干管的入口端通过法兰连接排水管道的末端，输水干管的出口端安装阀门一；电机一控制阀门一的开闭，电机二控制阀门二的开闭，电机三控制阀门三的开闭，计时器与阀门三相连接，传感器接收计时器的数据并计算出流量，将流量信息输出到显示器上；显示器和按钮设置在壳体上。本实用新型通过将流量测量装置安装在输水支管上，通过阀门切换水的流向，避免测量装置长期浸泡在水中，延长了测量装置的使用寿命。
权利要求
1.一种用于城市排水管道出口流量测量的装置，其特征是，包括输水干管、输水支管、阀门一、阀门二、阀门三、电机一、电机二、电机三、计时器、按钮、传感器、显示器和控制电路，所述输水支管一端通过所述阀门二与所述输水干管连接，另一端安装所述阀门三，所述输水干管的入口端连接排水管道的末端，所述输水干管的出口端安装所述阀门一；所述电机一控制所述阀门一的开闭，所述电机二控制所述阀门二的开闭，所述电机三控制所述阀门三的开闭，所述计时器与所述阀门三相连接，所述传感器接收所述计时器的数据并计算出流量，将流量信息输出到所述显示器上；所述显示器和所述按钮设置在壳体上，所述壳体设置在所述输水支管上。
2.根据权利要求1所述的用于城市排水管道出口流量测量的装置，其特征是，所述控制电路包括直流电源一、单片机、定值电阻一、电机一、电机二、电机三、传感器、计时器、直流电源二、定制电阻二、开关一、开关二、开关三、开关四、开关五，所述单片机通过所述开关二连接所述电机一，通过所述开关三连接所述电机二，通过所述开关四连接所述电机三；所述电机一、所述电机二和所述电机三均连接至所述开关一，所述开关一连接定值电阻一，所述定值电阻一连接所述直流电源一的负极，所述直流电源一的正极连接所述单片机；所述传感器、所述计时器、所述直流电源二、所述定值电阻二和所述开关五串联后并联在所述电机三两侧。
3.根据权利要求2所述的用于城市排水管道出口流量测量的装置，其特征是，所述按钮与所述开关一相连接。
4.根据权利要求2所述的用于城市排水管道出口流量测量的装置，其特征是，所述单片机的型号为：80c51。
5.根据权利要求1所述的用于城市排水管道出口流量测量的装置，其特征是，所述输水干管和所述输水支管的内壁涂有疏水材料。
6.根据权利要求1所述的用于城市排水管道出口流量测量的装置，其特征是，所述输水干管的入口端通过法兰连接所述排水管道的末端。
7.根据权利要求1所述的用于城市排水管道出口流量测量的装置，其特征是，所述阀门二设置在所述输水支管的一端与所述输水干管的外壁的垂直距离大于等于10cm。
说明书
技术领域
本实用新型属于流量测量技术领域，具体涉及一种用于城市排水管道出口流量测量的装置。
背景技术
测量城市排水管道出口流量，不仅是环保部门对排水管道流量监控的技术前提，也是科研工作者对城市水环境研究的基础。城市排水管道内的水流通常是非满管的、间歇性的，并且水流中往往掺杂固体废弃物及泡沫等多相物质，目前国内市场没有不破坏管道本体、便于安装和拆卸且成本低、精度高的城市排水管道流量测量装置。
目前用于非满管流流量测量的方法主要包括三种，一种为侵入式测量法，即通过减小管道直径使得流体变为满管流，进而使用传统的满管流量测量方法进行测量；第二种为电磁流量计法，即利用电磁感应原理测出流速并配合使用液位测量装置得到流体流量；第三种为微波法，即通过在管壁上端安装阶梯状分布的微波发射器和接收器，发射器向液面发射微波，接收器接收液面反射的微波，并通过数模转换单元将微波信号转换成数字信号，以确定流体液面高度，最后根据曼宁公式计算流量。
侵入式测量法需要破坏管道本体，并且改变管道直径带来较大的水头损失，使得测量精度下降，该方法对管道坡度及水深有一定的要求，有时甚至无法测量。电磁流量计法需要在管道中额外添加闸板等措施以使得流体为满管流，由于城市排水管道中的水流往往掺杂淤泥、树枝等固体废弃物，该方法增加了管道堵塞的可能性，并且测量过程复杂、费用高昂。微波法要求多个微波发射器与接收器同时工作，同时需要配合信号处理单元、数模转换单元、控制单元等的运行，费用高昂。并且，水流中掺杂的泡沫、固体废弃物等将降低测量精度。当暴雨事件发生时，管道水流可能充满排水管，水流将淹没部分电子元器件，测量装置的使用寿命将明显缩短。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于城市排水管道出口流量测量的装置，以解决现有技术中部分检测元件始终浸泡在水中，导致检测装置的使用寿命明显缩短的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于城市排水管道出口流量测量的装置，包括输水干管、输水支管、阀门一、阀门二、阀门三、电机一、电机二、电机三、计时器、按钮、传感器、显示器和控制电路，所述输水支管一端通过所述阀门二与所述输水干管连接，另一端安装所述阀门三，所述输水干管的入口端连接排水管道的末端，所述输水干管的出口端安装所述阀门一；所述电机一控制所述阀门一的开闭，所述电机二控制所述阀门二的开闭，所述电机三控制所述阀门三的开闭，所述计时器与所述阀门三相连接，所述传感器接收所述计时器的数据并计算出流量，将流量信息输出到所述显示器上；所述显示器和所述按钮设置在壳体上，所述壳体设置在所述输水支管上。
所述控制电路包括直流电源一、单片机、定值电阻一、电机一、电机二、电机三、传感器、计时器、直流电源二、定制电阻二、开关一、开关二、开关三、开关四、开关五，所述单片机通过所述开关二连接所述电机一，通过所述开关三连接所述电机二，通过所述开关四连接所述电机三；所述电机一、所述电机二和所述电机三均连接至所述开关一，所述开关一连接定值电阻一，所述定值电阻一连接所述直流电源一的负极，所述直流电源一的正极连接所述单片机；所述传感器、所述计时器、所述直流电源二、所述定值电阻二和所述开关五串联后并联在所述电机三两侧。
所述按钮与所述开关一相连接。
所述单片机的型号为：80c51。
所述输水干管和所述输水支管的内壁涂有疏水材料。
所述输水干管的入口端通过法兰连接所述排水管道的末端。
所述阀门二设置在所述输水支管的一端与所述输水干管的外壁的垂直距离大于等于10cm。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
(1)本实用新型通过设置输水干管和输水支管将流量测量装置安装在输水支管上，同时通过设置切换阀门改变水的流向，需要测量流量时，水流向测量装置，不需要测量流量时，将测量装置隔离，避免测量装置长期浸泡在水中，延长了测量装置的使用寿命；
(2)本实用新型通过设置输水干管，输水干管的入口端通过法兰连接排水管道的出口，装置安装时不破坏管道本体、便于安装和拆卸、精度高且价格低廉。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种用于城市排水管道出口流量测量的装置的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种用于城市排水管道出口流量测量的装置的控制电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1、图2所示，一种用于城市排水管道出口流量测量的装置，包括输水干管1、输水支管2、阀门一3、阀门二4、阀门三5、电机一6、电机二7、电机三8、计时器9、传感器10、按钮11、显示器21、单片机22以及若干导线，输水干管1的入口端与排水管道末端通过法兰连接，输水干管1的出口端安装阀门一3；输水支管2的内径为d，输水支管2的一端通过阀门二4连接输水干管1，另一端安装阀门三5，阀门二4至阀门三5之间输水支管管段的体积为50L；输水干管1、输水支管2的内壁均涂有高效的疏水材料，以减少管壁对液体的摩阻力；阀门一3与电机一6通过导线相连接，电机一6控制阀门一3的开闭；阀门二4与电机二7通过导线相连接，电机二7控制阀门二4的开闭，阀门二4设置在输水支管2的上部，与输水干管1外壁最下端的垂直距离大于等于10cm，留出足够的空间，方便安装；阀门三5与电机三8通过导线相连接，电机三8控制阀门三5的开闭；计时器9与阀门三5连接，传感器10接收计时器9的数据并计算出流量，将流量信息输出到显示器21上；显示器21和按钮11设置在壳体上，壳体设置在输水支管2上。
本实施例中控制电路包括电机一6、电机二7、电机三8、计时器9、传感器10、开关一12、开关二13、开关三14、开关四15、开关五16、定值电阻一17、定值电阻二18、直流电源一19、直流电源二20、单片机22及若干导线，按钮11与开关一12相连接，开关二13通过导线与电机一6相连接，开关三14通过导线与电机二7相连接，开关四15通过导线与电机三8相连接，直流电源一19、定值电阻一17、开关一12与单片机22在电路干路中，定值电阻一17与开关一12起到保护电路的作用，开关五16与电机三8通过导线相连接，当电机二7打开阀门二4时，开关五16闭合，计时器9所在支路联通，计时器9开始计时，当输水支管内充满水时，计时器9被短路，计时器9停止计时并在3s后自动置零，定值电阻二18起到保护电路的作用，传感器10与计时器9串联，当计时器9被短路后，传感器10将此时计时器9记录的时间带入流量计算公式，计算流量，并将结果显示在显示器21上，单片机22用于控制开关二13、开关三14、开关四15的通断，本实施例中，单片机22的型号为：80c51。
一种用于城市排水管道出口流量测量的方法，采集从排水管道流出的水注满设定体积的容器所需的时间；计算单位时间内注入所述容器的水的体积作为排水管道出口流量。
测量前，阀门一3是打开的，阀门二4是关闭的，阀门三5是打开的，排水管道的水流过输水干管1，从输水干管1的出口端排出；
测量时，按下按钮11，开关一12闭合，电路联通，开关四15闭合，电机三8运转，关闭阀门三5，开关三14闭合，电机二7运转，阀门二4打开，同时计时器9与传感器10接入电路，开关二13闭合，电机一6运转，关闭阀门一3，当水充满输水支管2时，计时器9被短路，停止计时，传感器10将计时器9的时间t带入流量公式计算并将计算结果传输给显示器21，显示器21显示该时段的平均流量；电机二7运转，阀门二4关闭，电机一6运转，阀门一3打开，电机三8运转，阀门三5打开，输水支管2中的水排出，流量测量结束。
流量计算公式如下：
式中，Q为排水管道出口流量，即t时段内的平均流量，单位为m
式中，d为输水支管的内径，单位为m；
流量公式可进一步简化为：
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
一种用于城市排水管道出口流量测量的装置专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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