[发明专利]一种平缓小型渠道流量的测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种平缓小型渠道流量的测量方法及装置，适用于灌区小型缓坡降渠道的流量监测，属于渠道流量测量技术领域。

背景技术

目前，水利行业中，对于农业灌溉中的渠道量水所采用的流速仪有多种，但是，对于平缓小型渠道，由于水位浅、渠道窄、水位落差小，无法实现实时在线监测，测量和计算多为人工，检测手段、数据采集、处理方式落后，同时测点多为野外，潮湿、防盗、供电、传输等问题，给使用部门造成巨大压力。本公司已申请专利的“一种灌区支渠道可移动流速仪”ZL 200120074833.4，因存在野外设备防盗、水位计在水中会被水中杂物（塑料袋、水草等）缠绕等问题，不适合在野外平缓小型渠道使用。本专利申请中所述的“平缓小型渠道”，其定义为：坡度小于3000:1、流量小于1立方米/秒的明渠输水渠道。

发明内容

本发明目的是提供一种平缓小型渠道流量的测量方法及装置，实现对小型灌溉渠道流速的实时在线测量和流量计量，同时考虑野外设备的潮湿、防盗、防杂物缠绕、供电、传输等因素，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种平缓小型渠道流量的测量装置，包含智能流速仪、旋杯流速传感器、护罩和双体船，智能流速仪和旋杯流速传感器设置在双体船内，双体船上设有护罩。

所述的智能流速仪包含：单片机、超声波水位计、电池、现地无线通讯模块、远程无线通讯模块和密封壳，单片机分别连接超声波水位计、电池、现地无线通讯模块和远程无线通讯模块，单片机、超声波水位计、电池、现地无线通讯模块、远程无线通讯模块匹配在密封壳中。

所述的旋杯流速传感器连接智能流速仪中的单片机。

所述双体船设置在平缓小型渠道中，平缓小型渠道的上面匹配有防盗水泥板，防盗水泥板上匹配有防盗安装孔和固定环，双体船通过牵引索连接在防盗水泥板上的固定环上。固定环的数量为一个以上。

所述双体船为两个船体平行布置、连为一体的船。

所述双体船为两个船体平行布置、连为一体的船，其中间轴线上匹配有旋杯流速传感器。

一种平缓小型渠道流量的测量方法，包含如下步骤：

①在平缓小型渠道上选择一段平直段作为计量渠道，以计量渠道作为流量测点，计量渠道的要求是水流平稳，能够形成水量计量所需要的明渠均匀流；

②在平缓小型渠道流量测点处的上方设置防盗水泥板，防盗水泥板上匹配有防盗安装孔和固定环；通过防盗安装孔将双体船放入防盗水泥板下方的平缓小型渠道内，智能流速仪和旋杯流速传感器设置在双体船内，双体船上设有护罩；双体船的船头朝向来水方向，双体船通过牵引索连接在防盗水泥板上的固定环上；

③双体船上的智能流速仪包含：单片机、超声波水位计、电池、现地无线通讯模块、远程无线通讯模块和密封壳，单片机分别连接超声波水位计、电池、现地无线通讯模块和远程无线通讯模块，单片机、超声波水位计、电池、现地无线通讯模块、远程无线通讯模块匹配在密封壳中；旋杯流速传感器连接智能流速仪中的单片机；

④通过智能流速仪上的现地无线通讯模块，经外部智能设备输入计量渠道的测点横断面；

⑤智能流速仪自带的超声波水位计测量出水深，通过计量渠道测点横断面和实测水深得到输水断面；

⑥双体船上的旋杯流速传感器测量出计量渠道水表面流速；

⑦由于已测得输水断面和流速，利用流速面积法可计算出计量渠道的流量。

由于已测得流速为水表面流速，水表面流速不能代表计量渠道的平均流速，因此，计算出的渠道流量具有较大误差，需要通过校准才能得到准确流量；具体的校准方法是：在计量渠道测点上游或下游的同一断面上，使用旋桨流速仪或超声波多普勒剖面流速仪，利用流速面积法，按照量水规范要求测出该断面准确流量作为流量测量基准，对平缓小型渠道流量的测量装置测出的流量乘以校准系数，使之误差在允许范围内。

经校准后的准确流量经远程无线通讯模块上传到监控中心的上位监测计算机上，从而实现渠道流量自动监测。

由于拆装方便，本发明的平缓小型渠道流量的测量装置适用于轮灌方式，并在灌溉结束时带回管理部门以防丢失，平缓小型渠道流量的测量装置也可以称为可移动流速仪。

所述的双体船使用时漂浮在计量渠道的中央水面。

所述的旋杯流速传感器在水的流动作用下旋转，流速越快旋杯转速越快。