[发明专利]一种多功能试验平台及其试验方法

权利要求书

1.一种多功能试验平台，包括明渠循环系统和非满管排水循环系统，其特征在于：所述明渠循环系统，包括回水池(1)、放水闸(22)、水泵(25)、回水管(2)、电磁流量计(24)、补水闸门(23)、蓄水池(19)、稳水墙(21)、出水池(20)、总回水槽(3)、回水槽(4)、梯形水槽(7)、矩形堰一(11)、引水矩形槽一(13)、雷达水位计一(15)，回水池(1)底部安装有放水闸(22)及水泵(25)，每台水泵(25)上安装有回水管(2)，回水管(2)连接通入蓄水池(19)；蓄水池(19)底部安装有补水闸(23)，蓄水池(19)安装有层稳水板(26)，蓄水池(19)与出水池(20)之间通过稳水墙(21)连接；出水池(20)远离蓄水池一侧安装有闸门一(17)，闸门一(17)设置于引水矩形槽一(13)前端，引水矩形槽一(13)上安装有雷达水位计一(15)，引水矩形槽一(13)末端通过矩形堰一(11)与梯形水槽(7)连接，梯形水槽(7)末端与回水槽(4)连接；回水槽(4)末端与总回水槽(3)连接，连接处设有跌水，总回水槽(3)与回水池(1)相连接，坡度为1/1000；

非满管排水循环系统，包括回水池(1)、放水闸(22)、水泵(25)、回水管(2)、电磁流量计(24)、补水闸门(23)、蓄水池(19)、稳水墙(21)、出水池(20)、引水矩形槽二(16)、雷达水位计二(14)、矩形堰二(12)、圆管(8)、回水槽(4)、总回水槽(3)，出水池(20)远离蓄水池一侧安装有闸门二(18)，闸门二(18)与引水矩形槽二(16)固定连接，引水矩形槽二(16)安装有雷达水位计二(14)；引水矩形槽二(16)末端通过矩形堰二(12)与圆管(8)连接，圆管(8)末端与回水槽(4)连接；回水槽(4)末端与总回水槽(3)连接，总回水槽(3)与回水池(1)相连接。

2.根据权利要求1所述一种多功能试验平台，其特征在于：蓄水池(19)设有两层稳水板(26)，削减蓄水池中水态紊乱。

3.根据权利要求1所述一种多功能试验平台，其特征在于：回水管(2)内安装有电磁流量计(24)。

4.根据权利要求1所述一种多功能试验平台，其特征在于：梯形水槽(7)设置整流段一(9)，圆管(8)设置整流段二(10)。

5.根据权利要求1所述一种多功能试验平台，其特征在于：在梯形水槽(7)放置有通过电磁流量计(24)率定和校准的雷达流量计一(5)。

6.根据权利要求1所述一种多功能试验平台，其特征在于：在圆管(8)设有通过电磁流量计(24)率定和校准的雷达流量计二(6)。

7.根据权利要求1所述一种多功能试验平台，其特征在于：回水槽(4)坡度为0，梯形水槽(7)与圆管(8)坡度均为1/1000。

8.根据权利要求1-6任意一种多功能试验平台的试验方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)试验开始，打开对应引水矩形槽一(13)上的闸门一(17)；

(2)根据试验档次流量，设置频率开启水泵(25)；

(3)通过雷达水位计一(15)实时监测矩形堰一(11)水头，待水头稳定，即可对雷达流量计一(5)进行率定和校准；

(4)比对电磁流量计(24)读数Q与雷达流量计一(5)读数Q₁，对雷达流量计(24)参数进行设定和修改，使Q与Q₁一致，或在2％以内，则完成当前档次对雷达流量计一(5)的率定和校准；

(5)重复4～5，完成雷达流量计一(5)另外两档次流量率定和校准；

(6)在对雷达流量计率定和校准过程中，矩形堰一(11)形成堰上水头H，根据公式可求得循环系统中的流量:

式中：Q₂为流量，m₀为流量系数，B为溢流宽度，g为重力加速度，H为堰上水头，a为堰高；形成的堰流为自由出流且没有侧收宿；

(7)通过比对电磁流量计(24)读数Q与Q2可对矩形堰流量推算公式进行校准；

(8)根据坡度面积法，求得循环系统中的流量Q₃；

其中：n为曼宁系数，R为水力半径，S_f为上下游水面坡度，

A为过水断面面积；

(9)通过比对Q与Q₃，验证坡度面积法流量计计算公式准确性；

(10)在对安装在梯形水槽(7)上雷达流量计一(5)率定和校准之后，通过雷达流量计一(5)流量，控制矩形堰(11)开度，实现闸门测控一体化。