[发明专利]一种易沉淀水质明渠流量测量仪及其测量方法

说明书

一、技术领域

本发明属于淤泥流量测量技术领域，具体涉及一种易沉淀水质明渠流量测量仪及其测量方法。

二、背景技术

凡河、渠、人工隧道中具有自由表面的水流运动,均称为明渠水流。明渠流量仪应用场所有城市供水引水渠、火电厂冷却水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工矿企业废水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。目前，国内在流量计算和测量方法的应用方面在整体上处于萌芽阶段，取得了一定的成绩，但与国外相比还有很大的差距。

常用的明渠流量仪表按测量原理大体可分为堰法、测流槽法、流速-水位计算法和电磁流量计法。明渠作为煤矿常用的排水设施，由于其特定的使用环境，难免在渠水中混杂着煤渣、泥土等颗粒物以及少量的垃圾。当这些煤渣、泥土慢慢沉积在明渠中时，会慢慢抬高水位，之前安装的明渠流量测量仪在测量流量时需要用到堰板到水平面的距离，由于杂质的沉淀，这样传感器测得的堰板到水平面的距离就不准确，由此算得的流量自然就不准确，同样的在槽式流量计测量中，如果在喉管上游侧沉积有杂质，那么测得的相对于喉管底的上游侧的水位h就会偏高，这样测得的流量显然不准确。因此无论以上哪种测量方法都存在同样的问题：淤泥沉淀厚度对流量测量准确度有影响。

流速仪从其工作方式上又可以分为转子式流速仪和非转子式流速仪。转子式流速仪简单、实用，但无自动化系统接口；非转子式流速仪主要有时差法超声波流速仪、电波流速仪和超声波多普勒流速仪等：时差法超声波流速仪虽能够与自动监测系统接口连接，但安装困难，泥沙对测试距离有影响；走航式多普勒剖面流速测量系统不适合长时间监测，也存在泥沙影响测试距离的问题；水平式多普勒剖面流速测量系统可接入监测系统长期监测，但依旧存在泥沙影响测试距离的问题。

为解决上述问题，研制一种解决淤泥沉淀厚度影响测量精度的明渠流量测量仪是十分必要的。

三、发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种易沉淀水质明渠流量测量仪及其测量方法。其能实时的、在线的、准确的测量明渠流量而不受淤泥沉淀厚度的影响，解决了明渠流量测量不准确这一难题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种易沉淀水质明渠流量测量仪，其特征在于：包括光电式淤泥厚度测量部件、液体冲力流速测量部件、手持终端和数据处理主板，所述的光电式淤泥厚度测量部件与液体冲力流速测量部件通过螺杆连接为一个整体；所述的光电式淤泥厚度测量部件通过发射板通信线连接到主板外壳的信号输出端口上，通过接收板通信线连接到主板外壳的信号接收端口上，所述的液体冲力流速测量部件通过测力信号线连接到主板外壳的测力信号端口，所述的手持终端通过RS485数据通信线连接到主板外壳的RS485通信端口上，所述的数据处理主板分别与信号输出端口、信号接收端口、测力信号端口和RS485通信端口连接。

所述的光电式淤泥厚度测量部件包括相互平行的外壳底板和外壳顶板一，所述的外壳底板和外壳顶板一之间设置有与其垂直的发射板外壳和接收板外壳，所述的发射板外壳上嵌设有发射板，所述的接收板外壳上嵌设有接收板；

所述的发射板上等距分布有若干个发光二极管，所述的发射板通过防水胶密封在发射板外壳上；

所述的接收板上等距分布有若干个光敏三极管，所述的接收板通过防水胶密封在接收板外壳上；

所述的发光二极管与光敏三极管的灯头一一对应；

所述的发射板外壳和接收板外壳上分别设置有发射板通信端口和接收板通信端口。

所述的液体冲力流速测量部件包括外壳顶板二，所述的外壳顶板二上通过传感器固定螺栓连接有称重传感器，所述的外壳顶板二的一端通过转轴连接有受力杆。

所述的外壳顶板二上还通过螺栓固定有主板外壳，所述的主板外壳内部固定有数据处理主板。

所述的称重传感器通过测力信号线连接到测力信号端口上。

所述的手持终端通过RS485数据通信线与数据处理主板连接，用于进行参数设置。

所述的光电式淤泥厚度测量部件与数据处理主板结合用于测量水位、泥位位置；所述的液体冲力流速测量部件与数据处理主板结合用于测量水流的流速；所述的手持终端用于设置参数。

所述的一种易沉淀水质明渠流量测量仪的测量方法，其特征在于所述方法步骤为:

(1)选择安装仪器的位置：选择渠道规则、渠底平整、安装位置的前后水速较平稳的地方；