[发明专利]灌区一体化水位流量无线测量方法及装置

权利要求书

1.一种灌区一体化水位流量无线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1基于流速面积法，确定多组水位、流量测验数据；

s2基于水位、流量测验数据，确定水位流量二次多项式关系曲线；

s3基于二次多项式关系曲线，计算河渠流量值；

其中，所述步骤s1的具体过程为：

s11将断面分为多个子断面施测水位、流速值；

s12利用计算流量测验值；其中q为施测流量值，n为子断面数量，v_i为第i个子断面平均流速，s_i为第i个子断面面积；

s13选择高水位、中水位、低水位3种稳定流态，按照上述步骤分别重复施测k次，按照下式计算水位、流量测验值：

其中，h_i和q_i为第i次重复施测的水位、流量值，H_j和Q_j为第j种稳定流态下的水位、流量测验值。

2.根据权利要求1所述的灌区一体化水位流量无线测量方法，其特征在于：所述步骤s2的具体过程包括：

s21以Q＝a+bH+cH²作为水位流量关系模型，建立如下的三元一次方程组：

Q_j＝a+bH_j+cH_j²，j＝1,2,3

s22将H_j和Q_j带入三元一次方程组，解出未知参数a、b、c。

3.根据权利要求1所述的灌区一体化水位流量无线测量方法，其特征在于：所述步骤s3的具体过程包括：

s31测量3次实时水位值为H_i,i＝1、2、3，并求水位平均值

s32根据下式计算实时流量值：

4.一种灌区一体化水位流量无线测量装置，其特征在于：

包括集成一体的浮子式水位计和远程无线测量终端，所述浮子式水位计用于河渠断面水位数据实时采集，所述远程无线测量终端基于权利要求1中的步骤s1、步骤s2和步骤s3计算河渠流量值并与远程接收端通讯。

5.根据权利要求4所述的灌区一体化水位流量无线测量装置，其特征在于：所述浮子式水位计安装在控制箱内，所述控制箱安装在测量筒顶部，所述测量筒由固定支架安装于河渠道上。

6.根据权利要求4所述的灌区一体化水位流量无线测量装置，其特征在于：所述浮子式水位计与远程无线测量终端之间采用有线传输，所述远程无线测量终端与远程接收端采用无线通讯。

7.根据权利要求4所述的灌区一体化水位流量无线测量装置，其特征在于：所述远程无线测量终端还包括液晶显示屏、按键电路，用于对水位流量关系模型参数及水文上报时间进行初始化设置。

8.根据权利要求4所述的灌区一体化水位流量无线测量装置，其特征在于：所述远程无线测量终端包括主控制器、串口通信电路、液晶显示屏、按键电路、无线传输模块和水位编码器，

所述无线传输模块通过串口电路与主控制器连接，用于将水位流量数据以无线方式发送至远程接收端；

所述水位编码器也通过串口电路与主控制器连接，将水位数据传输到主控制器；

所述液晶显示屏、按键电路与主控制器连接；

所述主控制器用于基于权利要求1中的步骤s1、步骤s2和步骤s3计算河渠流量值。

9.根据权利要求8所述的灌区一体化水位流量无线测量装置，其特征在于：所述主控制器为单片机，所述无线通信模块选用ZigBee或GPRS模块。