[发明专利]一种智能、可移动明渠流量监测仪及其监测方法

说明书

本发明公开一种智能、可移动明渠流量监测仪及其监测方法。监测仪包括：通过无线网络连接的数据处理单元、Zigbee无线传输模块、便携式流速仪、激光闸位计、雷达水位计；其中，便携式流速仪、激光闸位计、雷达水位计采集到的流速、开度和水位数据，以数字量的形式传输到Zigbee无线传输模块中，再由Zigbee无线传输模块将该数字量数据传输到与数据处理单元相连接的Zigbee无线传输模块。基于两种测流原理的可移动、智能型明渠流量监测仪能快速自动的率定水工建筑物测流水力学公式中各项系数，既提高了率定值的精度又节省了人工计算时间，率定效率高、精度高、低成本、测量面广、适用性广。

技术领域

本发明涉及明渠流量监测技术领域，更具体地说，涉及一种智能、可移动明渠流量监测仪及其监测方法。

背景技术

传统的水工建筑物法自动测流是通过固定安装水位、闸位传感器和通信传输装置来采集信息，并通过微型计算机对信息进行处理，从而得到通过水工建筑物的水位、流量、水量等参数，实现自动化量水过程。

水工建筑物法测水流量具有经济、简单的特点，该方法测流的关键是水力学公式中各项系数的确定，如流量系数、流速系数、淹没系数、垂直收缩系数、侧收缩系数等。这些系数均有公式、图表计算或查得。但因建筑物边界条件不同影响了泄流能力，有些系数有一定的变动幅度，有的系数甚至超出图表范围，所以按照公式计算的话导致数据不准确。

因此，现有技术亟待有很大的进步。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种智能、可移动明渠流量监测仪，包括：通过无线网络连接的数据处理单元、Zigbee无线传输模块、便携式流速仪、激光闸位计、雷达水位计；其中，所述便携式流速仪、激光闸位计、雷达水位计采集到的流速、开度和水位数据，以数字量的形式传输到所述Zigbee无线传输模块中，再由所述Zigbee无线传输模块将该数字量数据传输到与所述数据处理单元相连接的所述Zigbee无线传输模块，从而使所述数据处理单元通过所述Zigbee无线传输模块无线网络采集到闸上游、闸下游水位及闸门开高和流速实时数据，并进行运算，从而基于流速仪测流法和水工建筑物法，率定数据得到水工建筑物测流水力学公式中系数，进而建立关于流量、闸门开度、水位的数学模型，计算得出流量数据。

在本发明所述的智能、可移动明渠流量监测仪中，所述水工建筑物测流水力学公式中系数指的是流量系数、流速系数、淹没系数、垂直收缩系数、侧收缩系数。

在本发明所述的智能、可移动明渠流量监测仪中，所述便携式流速仪设有流速传感器，所述流速传感器用于测定明渠流速值。

在本发明所述的智能、可移动明渠流量监测仪中，所述激光闸位计设有闸位传感器，所述闸位传感器用于测定明渠闸位值。

在本发明所述的智能、可移动明渠流量监测仪中，所述雷达水位计设有水位传感器，所述水位传感器用于测定明渠水位值。

相应地，本发明还提供了一种智能、可移动明渠流量监测仪的监测方法，包括步骤：

S1、参数测量：安装并组建由数据处理单元、Zigbee无线传输模块、便携式流速仪、激光闸位计、雷达水位计组成无线传输网络；其中，便携式流速仪、激光闸位计、雷达水位计采集到的流速、开度和水位数据，以数字量的形式传输到Zigbee无线传输模块中，再由Zigbee无线传输模块将该数字量数据传输到与数据处理单元相连接的Zigbee无线传输模块，从而使数据处理单元通过Zigbee无线传输网络采集到闸上游、下游水位及闸门开高和流速实时数据；

S2、数据建模：数据处理单元将通过无线传输网络采集到的数据进行运算，从而基于流速仪测流法和水工建筑物法，率定数据得到水工建筑物测流水力学公式中系数，进而建立关于流量、闸门开度、水位的数学模型，

S3、流量数据计算：经过数据的采集和参数的率定之后，获得实时采集在无线传输距离内的流量、开度和水位数据。