一种声学多普勒流速仪自动采样装置及其采样方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108918907A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810487013.4(22)申请日2018.05.21(71)申请人河海大学地址211100江苏省南京市江宁区佛城西路8号(72)发明人童须能刘晓东刘静静华祖林王鹏(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.G01P5/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种声学多普勒流速仪自动采样装置及其采样方法(57)摘要本发明公开了一种声学多普勒流速仪自动采样装置及其采样方法，采样装置首先通过设置X方向导轨、Y方向导轨和Z方向导轨在水槽上方建立三维坐标系，然后分别通过X方向滑轮、Y方向滑轮、Z方向自动螺旋升降机建立ADV固定装置的移动轨道，最后利用驱动装置和辅助电气设备完成ADV的探头对于水槽中流速数据自动采集过程，最后将采集到的数据传输到计算机终端。其采样方法主要是利用建立在水槽上方的三维坐标系获取的探头所处的采样位置，然后通过计算机指令对不同的采样点进行采样，并将采集的数据传输回计算机。本发明利用计算机控制声学多普勒流速仪及其三维控制装置，实现自动、远程、精准的采样。CN108918907ACN108918907A权利要求书1/1页1.一种声学多普勒流速仪自动采样装置，其特征在于：所述采样装置包括声学多普勒流速仪(1)、水槽(2)、机架、方向导轨、自动螺旋升降机(10)、固定装置(11)和电机驱动装置(12)，所述水槽(2)上方设有机架和方向导轨，所述方向导轨包括X方向导轨(5)、Y方向导轨(6)和Z方向导轨(7)，所述的X方向导轨(5)和Y方向导轨(6)上分别设有X方向滑轮(8)和Y方向滑轮(9)，所述的Z方向导轨(7)内部设有自动螺旋升降机(10)，所述自动螺旋升降机(10)与变频器连接，且通过固定装置(11)安装声学多普勒流速仪(1)。2.根据权利要求1所述的一种声学多普勒流速仪自动采样装置，其特征在于：所述的机架包括第一机架(3)和第二机架(4)，所述第二机架(4)上设置Z方向导轨(7)。3.根据权利要求1所述的一种声学多普勒流速仪自动采样装置，其特征在于：所述的X方向滑轮(8)和Y方向滑轮(9)分别与电机驱动装置(12)连接，所述电机驱动装置(12)与变频器连接。4.根据权利要求1所述的一种声学多普勒流速仪自动采样装置，其特征在于：所述X方向导轨(5)设在水槽(2)的X方向上，且X方向导轨(5)上的X方向滑轮(8)固定在第一机架(3)的X方向上，Y方向导轨(6)固定在第一机架(3)的Y方向上，且Y方向导轨(6)上设置的Y方向滑轮(9)固定在第二机架(4)的Y方向上。5.根据权利要求1所述的一种声学多普勒流速仪自动采样装置，其特征在于：所述的采样装置包括采用辅助电气设备进行控制，所述的辅助电气设备包括接触器、断路器、光电编码器、接近开关和超声波定位器，所述的光电编码器、接近开关和超声波定位仪分别计算机终端连接。6.根据权利要求1所述的一种声学多普勒流速仪自动采样装置，其特征在于：所述第一机架(3)、第二机架(4)、X方向导轨(5)和Y方向导轨(6)上均设有接近开关，所述接近开关和计算机相连接。7.一种声学多普勒流速仪自动采样装置的采样方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将水槽的边界数据导入计算机中，根据边界数据对水槽进行三维建模，建立三维坐标系，并设置坐标原点，确定垂向的Z轴，横向的X轴，纵向的Y轴，使得水槽中每个位置都有相应的三维坐标；(2)将待测点的三维坐标并输入到计算机中，确定待测点目标坐标；(3)计算机系统发射相应的X、Y、Z目标值，进行声学多普勒流速仪的三维移动控制；(4)当声学多普勒流速仪到达待测点时，完成X、Y、Z方向上的精准数学建模，并将采集到的数据传输给计算机终端或系统，完成待测点采样；(5)完成多点采样，将采集的瞬时数据进行均值处理得到各测点的时均流速。2CN108918907A说明书1/4页一种声学多普勒流速仪自动采样装置及其采样方法技术领域[0001]本发明属于流体的自动采样装置，具体涉及一种声学多普勒流速仪自动采样装置及其采样方法。背景技术[0002]流速是流体力学的一个重要因素，声学多普勒流速仪(ADV)是一款高精度的三维点式流速仪，依据光学多普勒测量原理，测量数据的精度高，仪器自身产生零点漂移，应用范围宽广，可用于实验室测量、海洋测绘等。[0003]在流体力学实验中，经常需要测量水槽中多个位置，多个断面的流速，以及测各断面的不同测点的流速，所以控制声学多普勒流速仪ADV显得尤其重要。但是目前市场上还没有统一的声学多普勒流速仪ADV三维控制装置，一般都是