1.一种扭秤式流动测量仪，其包括测力装置及数据处理装置；
所述测力装置包括扭丝、平面镜、激光光源、弧度尺、均质球、连杆和基座；所述扭丝安装在基座上，并且能够绕基座的圆周转动；所述平面镜固定在扭丝中间；所述连杆与所述扭丝固定相连，并且所述均质球能够拆卸地连接到连杆的下部，从而通过所述均质球的移动带动扭丝发生扭转，由此使平面镜偏转；
所述弧度尺上设有多个光敏传感器；所述激光光源用于发射激光；所述平面镜、弧度尺和激光光源位于同一平面内，其中所述平面镜将激光光源发射的激光反射到所述弧度尺的光敏传感器上；而所述光敏传感器用于检测激光信号，并且将检测到的激光信号转换为电信号；所述数据处理装置包括数据传输线及微处理器，所述光敏传感器的电信号通过数据传输线传送至微处理器。
2.根据权利要求1所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，其进一步包括流向测定装置；
所述流向测定装置包括所述基座、对称翼型管和流向指针；
所述基座上设置有流向刻度盘；
所述流向指针安装在基座上，用于与刻度盘配合表示流向；
所述对称翼型管连接到连杆并且与流向指针固定相连。
3.根据权利要求2所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述基座外边缘处设置一圈凹槽，凹槽内固定有一圆形滑轨；基座底部中心固定有一转筒，转筒内部具有空心部分，转筒的侧面设置有一细缝，转筒的底端与对称翼型管连接，转筒的顶端与流向指针连接，对称翼型管和流向指针同轴转动，扭丝中间垂直向下设有一卡槽，连杆穿过对称翼型管，再向上穿过转筒以及该卡槽连接扭丝，而连杆向下连接均质球。
4.根据权利要求3所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述测力装置进一步包括一支架，所述支架为圆形且底部设有滑动支座，能够使支架在圆形滑轨中自由转动，支架沿直径两端各设置有一固定端，各固定端端头设置有卡扣，将扭丝固定在支架上，支架上与扭丝垂直的直径两端上各设置有一支杆，各支杆顶部连接对应的激光光源或弧度尺。
5.根据权利要求3所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述均质球密度与水体密度ρ相当，均质球悬浮于水体之中且中心与对称翼型管末端距离为5D，其中D为均质球直径。
6.根据权利要求3所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述连杆为轻质细杆，其密度与水体密度ρ相当。
7.根据权利要求3所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述扭丝为直径不变的金属或非金属均质材料。
8.根据权利要求3所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述流向刻度盘设置于所述基座的圆形滑轨上，该流向刻度盘上刻有与转筒同心的顺时针均匀排列的角度刻度，对称翼型管受流动作用而转动，从而带动转筒以及流向指针转动并在流向刻度盘上指示出流动方向。
9.根据权利要求3所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述对称翼型管密度与水体密度ρ相当，对称翼型管的两端中较大的一端为迎水端，较小的一头为背水端，迎水端封闭，背水端不封闭，转筒与对称翼型管的连接处位于对称翼型管的迎水端，对称翼型管内部设置有细缝并与转筒的细缝底端相接，连杆以及均质球能够在转筒的细缝和对称翼型管的细缝限定的范围内自由摆动。
10.根据权利要求3所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述微处理器包括接收端、输入端以及输出端；接收端接收数据传输线传输的由光敏传感器转换的电信号，输入端输入已知参数，经过接收端的计算分析，输出端输出所需测量的流速结果。
11.根据权利要求10所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述输入端输入已知参数为扭丝直径d、扭丝长度m、均质球直径D、水体密度ρ、水体运动粘滞系数v、扭丝材料的切变模量G、均质球中心至扭丝的直线距离l、弧度尺半径r以及球体绕阻系数Cd与雷诺数Re关系曲线。
12.根据权利要求11所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，测量前所述激光光源通过平面镜照射到弧度尺上，产生位置读数S1，测量时均质球受到绕流阻力带动扭丝发生扭转，扭丝带动平面镜转动，激光光源照射到弧度尺上的位置发生变化，产生另一个位置读数S2；
扭丝转动角度θ由以下公式计算得出：
θ＝(S2-S1)/(4r)；
扭丝所受的扭矩M由以下公式计算得出：
均质球上的绕流阻力f由以下公式计算得出：
上述公式中，θ为扭丝扭转角度，采用弧度制，M为扭丝所受的扭矩，f为均质球上的绕流阻力，S1和S2为位置读数，r为弧度尺半径，m为扭丝长度，G为扭丝材料的切变模量，l
4
为均质球中心至扭丝的直线距离，Ik为截面抗扭几何特性参数，该参数由公式Ik＝πd/64计算得出，d为扭丝直径。
13.根据权利要求12所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，所述扭丝转动角度θ的值在20Δθ～0.2弧度之间，其中Δθ为弧度尺的测量精度，其值由公式Δθ＝Δl/(2r)确定，Δl为弧度尺长度测量精度，r为弧度尺半径。
14.根据权利要求13所述的扭秤式流动测量仪，其特征在于，均质球所在点处水体流速u与均质球上的绕流阻力f的对应关系由球体绕阻系数Cd与雷诺数Re关系曲线以及以下公式计算得出：
雷诺数Re与均质球所在点处水体流速u关系公式：Re＝uD/v；
均质球上的绕流阻力f的计算公式：
上述公式中，Re为雷诺数，f为均质球上的绕流阻力，D为均质球直径，Cd为球体绕阻系数，ρ为水体密度，A为均质球横截面面积，ν为水体运动粘滞系数，u为均质球所在点处水体流速；
通过计算出的均质球上的绕流阻力f能够得到均质球所在点处水体流速u，并在微处理器输出端输出。
15.一种测量方法，其使用权利要求2-14中任一项所述的扭秤式流动测量仪进行水流的流动测量，所述测量方法包括：
根据扭丝转动角度要求确定初步选用扭丝的材料及直径；
从微处理器的输入端输入参数，并旋转测量仪使圆形滑轨的零度刻度指向预定方向；
将对称翼型管和连杆连接好后放入水体至稳定后手动调节使扭丝垂直于水流流向、激光光源在水流流向上方以及弧度尺在水流流向下方；
将支架固定后读取刻度，确定水流流向；
开启激光光源，获取无扭矩作用下激光光源在弧度尺上的位置，并将初始结果传输到微处理器；
连接好均质球、连杆及扭丝，并将球放入水体，获取激光光源在弧度尺上位置读数的变化并由光敏传感器传输至微处理器，从而计算出均质球所在点处水体流速。
16.根据权利要求15所述的测量方法，其特征在于，从微处理器的输入端输入以下参数：扭丝直径d、扭丝长度m、均质球直径D、水体密度ρ、水体运动粘滞系数v、扭丝材料的切变模量G、均质球中心至扭丝的直线距离l、弧度尺半径r以及球体绕阻系数Cd与雷诺数Re关系曲线。
17.根据权利要求16所述的测量方法，其特征在于，在测量前所述激光光源通过平面镜照射到弧度尺上，产生位置读数S1，测量时均质球受到绕流阻力带动扭丝发生扭转，扭丝带动平面镜转动，激光光源照射到弧度尺上的位置发生变化，产生另一个位置读数S2；
扭丝转动角度θ由以下公式计算得出：
θ＝(S2-S1)/(4r)；
扭丝所受的扭矩M由以下公式计算得出：
均质球上的绕流阻力f由以下公式计算得出：
上述公式中，θ为扭丝扭转角度，采用弧度制，M为扭丝所受的扭矩，f为均质球上的绕流阻力，S1和S2为位置读数，r为弧度尺半径，m为扭丝长度，G为扭丝材料的切变模量，l为均质球中心至扭丝的直线距离，Ik为截面抗扭几何特性参数，该参数由公式Ik＝πd4/64计算得出，d为扭丝直径。
18.根据权利要求17所述的测量方法，其特征在于，所述扭丝转动角度θ的值在
20Δθ～0.2弧度之间，其中Δθ为弧度尺的测量精度，其值由公式Δθ＝Δl/(2r)确定，Δl为弧度尺长度测量精度，r为弧度尺半径。
19.根据权利要求18所述的测量方法，其特征在于，所述均质球所在点处水体流速u与均质球上的绕流阻力f的对应关系由球体绕阻系数Cd与雷诺数Re关系曲线以及以下公式计算得出：
雷诺数与流速关系公式：Re＝uD/v；
均质球上的绕流阻力f的计算公式：
上述公式中，Re为雷诺数，f为均质球上的绕流阻力，D为均质球直径，Cd为球体绕阻系数，ρ为水体密度，A为均质球横截面面积，ν为水体运动粘滞系数，u为均质球所在点处水体流速；
通过计算出的均质球上的绕流阻力f能够得到均质球所在点处水体流速u，并在微处理器输出端输出。