[发明专利]一种便携式水文流量监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种便携式水文流量监测装置及方法，装置包括：主杆，内部容纳导线，上部及下部均设有密封走线口，下端还设有横杠；摆动件，内设配重块，上端设有悬挂孔，悬挂孔穿过横杠；角度传感器，设置于摆动件上，通过密封导线连接主杆下部走线口；处理单元，连接主杆上部走线口，读取角度传感器数据；其中横杠表面及悬挂孔上半部分均设有永磁体，横杠表面与悬挂孔内侧的磁极相同。方法包括：校准；将装置伸入水下，直至目标深度，读取角度传感器数据；将装置水平旋转若干角度，读取不同方向下传感器的数据；重复上一步直至回到原角度，选择数据中的最大值以及该值对应的方向，根据校准结果得到流速，同时得到水流方向。

技术领域

本发明涉及水文监测领域，特别涉及一种便携式水文流量监测装置及方法。

背景技术

水文监测系统适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括：水位、流量、流速、降雨(雪)、蒸发、泥沙、冰凌、墒情及水质等。水文监测系统采用无线通讯方式实时传送监测数据，提高水文部门的工作效率。目前水文监测中，流量的监测主要依靠流量计，传统流量计的准确性较高，但使用范围很有局限性，且灵活性较差。而新型的流量计也存在较多问题。

如授权公告号CN104132710B的发明公开了一种水位流量传感器、水位流量监测系统及水位流量监测方法，该水位流量传感器包括其上设置有多个触点的水位探测杆、与触点连接的多路电压比较电路、与多路电压比较电路对应连接的多路选择电路、接收多路选择电路输出信号的主控电路、与主控电路连接的数据变送输出电路；该水位流量监测系统包括上位机、上述水位流量传感器，水位流量传感器经由转换器与上位机对应连接。

现有技术通过电流或电压的方式测量水流，对密封性要求较高，且容易被水质情况影响，导致检测结果误差较大。

发明内容

针对现有技术对密封性要求较高，且容易被水质情况影响，导致检测结果误差较大的问题，本发明提供了一种便携式水文流量监测装置及方法，结构简单，密封要求较低，且测量误差小。

一种便携式水文流量监测装置，包括：主杆，内部容纳导线，上部及下部均设有密封走线口，下端还设有横杠；摆动件，内设配重块，上端设有悬挂孔，悬挂孔穿过横杠；角度传感器，设置于摆动件上，通过密封导线连接主杆下部走线口；处理单元，连接主杆上部走线口，读取角度传感器数据；其中横杠表面及悬挂孔上半部分均设有永磁体，横杠表面与悬挂孔内侧的磁极相同。

通过水流推动摆动件，使摆动件出现角度偏移，角度传感器采集数据，校准后根据拟合曲线即可直接得到水流流速，同时由于本装置需要依靠机械运动，因此摩擦力会影响角度的偏转幅度，因此使用永磁体增加额外的排斥力，以减少悬挂孔与横杠之间的摩擦力，提高测量的准确性，减少误差。同时本装置仅密封导线及角度传感器即可，密封范围小，成本低。

作为优选，所述摆动件整体呈平板状，上部厚度大于等于下部厚度，两板面均设有引流纹。这种形状可以增加受力面积，引流纹提高测量的稳定性。

作为优选，所述配重块设置于摆动件的下半部。配重块将重心下移，提高稳定性，防止产生不规则的摆动。

作为优选，所述主杆上设有标记长度的刻度。该刻度可以用于查看水深。

作为优选，所述主杆的横截面为棱形，该棱形较短的对角线与横杠方向一致。主杆需要尽可能减少在水流中的阻力，因此设计成棱形，一定程度上减少阻力。

作为优选，所述主杆的横截面为椭圆形，椭圆形的宽度方向与横杠方向一致。椭圆形也能减少一定的阻力。

本发明还包括一种便携式水文流量监测方法，使用上述的一种便携式水文流量监测装置，包括以下步骤：

S01：校准，如已经进行过校准，则跳过；

S02：将装置伸入水下，直至目标深度，读取角度传感器数据；