[发明专利]一种明渠流量测量系统、方法及流量计修正装置

说明书

本发明公开了一种明渠流量测量系统、方法及流量计修正装置，其中流量测量系统包括：换能器，水位计，超声波泥位计以及测量主机；多对所述换能器分布于水体多个层面，用于测量不同层面水体流速；所述超声波泥位计安装于水面以下，并且其安装位置距离渠道底部的高度可调，用于测量淤泥厚度；所述测量主机排除所述淤泥厚度的影响，计算每层水体的瞬时流量、明渠总瞬时流量及总流量。使用本发明的流量测量方法，可以精确测量每层水体的瞬时流量，消除渠底淤泥对测量精度的影响，获得更精准的流量数据。

技术领域

本发明涉及民用水利领域，更具体地，涉及一种明渠流量测量系统、明渠流量测量方法及流量计修正装置。

背景技术

随着城市的扩张、农业及工业的不断发展，对水的需求量也越来越大，因此需要及时掌握水库、水渠的水文状况，以满足生活及生产用水的需求。明渠的流量是必不可少的测量数据。

现有技术中，测量明渠的流量通常是用水流速度、明渠横截面积等数据来计算得出明渠的流量，然而在实际应用中，特别是在水中泥沙含量较多的渠道中，经常会遇到渠道底部有淤泥堆积，从而影响了过水断面的形状及大小。在传统的流量计算过程中无法获取淤泥的多少和断面的变化，所以会不同程度影响流量测量的精度。

发明内容

为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种明渠流量测量的新技术方案，以消除渠道底部淤泥以及不同层面水体流速的影响，实现精确测量明渠的流量。

根据本发明的第一方面，提供了一种明渠流量测量系统，包括：换能器，水位计，超声波泥位计以及测量主机；多对所述换能器分布于水体多个层面，用于测量不同层面水体流速；所述超声波泥位计安装于水面以下，并且其安装位置距离渠道底部的高度可调，用于测量淤泥厚度；所述测量主机排除所述淤泥厚度的影响，计算每层水体的瞬时流量、明渠总瞬时流量及总流量。

本测量系统可以多声道测量水体流速，消除了不同层水体流速的差异导致的计算误差；并消除淤泥厚度对测量精度带来的误差。

优选地，所述水位计为压力水位计，安装于水面以下且距离渠道底部一定高度处。压力水位计测量测量精度受外界环境影响小。

优选地，所述测量主机包括处理器与存储器；所述处理器用于处理数据；所述存储器用于保存数据。数据及时保存，避免了突发状况，如断电等，导致的数据丢失。

优选地，所述测量主机包括远程模块，用于将所述数据远程发送至控制中心，使控制中心可以及时掌握流量状况。

由于原流量计中缺乏对淤泥影响的处理，导致测得的流量数据不准确。

故本发明第二方面，提供了一种流量计修正装置，包括单片机与超声波泥位计；所述超声波泥位计安装于水面以下，并且其安装位置距离渠道底部的高度可调，用于测量淤泥厚度；所述单片机读取所述流量计的瞬时流量数据，修正为去除所述淤泥厚度影响的瞬时流量。

优选地，还包括两个从站串口，一个将修正后的数据发送至所述流量计，用于显示；另一个将修正后的数据发送至远程监控系统。

根据本发明第三方面，提供了一种明渠流量测量方法，包括如下步骤：

将明渠中水体划分为多层；

获取明渠底部淤泥厚度、每层水体流速、水位高度；

排除所述淤泥厚度影响，计算每层水体瞬时流量；

计算明渠总瞬时流量。

优选地，获取每层水体流速的方法为：在每层水体设置一对换能器，测量所述每层水体流速。

优选地，获取明渠底部淤泥厚度的方法为：距离明渠底部已知高度设置测距装置，所述测距装置测量与淤泥面的距离，所述已知高度与所述距离的差值即为所述淤泥厚度。