[发明专利]基于稀释法的明渠自动测流装置

权利要求书

1.一种基于稀释法的明渠自动测流装置，包括示踪剂投放装置、检测点浓度计装置以及控制系统；其特征在于：

所述明渠自动测流装置是一U型结构框架，在所述U型结构框架的顶端一侧横跨投放断面设置有一所述示踪剂投放装置，由控制系统中的A/D单片机控制；另一侧横跨检测断面设置有一所述检测点浓度计装置，由控制系统中的A/D单片机控制；所述示踪剂投放装置与所述检测点浓度计装置是通过总线RS485与所述控制系统连接控制，所述投放断面和所述检测断面的水流长度为示踪剂混合长度L_M；

所述控制系统是由多路开关电路、放大器、A/D单片机、GPRS模块及其显示中心连接所述示踪剂投放装置与所述检测点浓度计装置构成，测流时，示踪剂投放装置将示踪剂投入水流中，检测点浓度计装置感应到持续变化的n组浓度值，将模拟量数据传输给多路开关电路，并由A/D单片机发出指令，多路开关电路执行指令，分别将n组数据 ，经过放大器放大，逐一传输给A/D单片机进行处理，n组流量值Q取算数平均值直接传给LED显示，或由总线RS485传输给远端的GPRS模块，通过无线远距离传输给控制中心，进行实时在线观测和储存。

2.如权利要求1所述的基于稀释法的明渠自动测流装置，其特征在于：所述示踪剂投放装置是位于水流上游，依次由搅拌器（7）、水箱（6）、上电磁阀门（5）、量筒（4）、下电磁阀门（3）、投放装置横板（1）及管道（2）连通设置构成；测流时，将投放装置横板（1）置于投放断面固定示踪剂投放装置，整个过程由控制系统中的A/D单片机控制。

3.如权利要求1所述的基于稀释法的明渠自动测流装置，其特征在于：所述检测点浓度计装置是由浓度计横板（11）上横向设置有n个竖直浓度计构成，位于检测断面，并通过调节螺丝实现上下位移，检测水流浓度时，浓度计置于水面线（12）下，由控制系统中的A/D单片机控制，自动显示水流浓度。

4.如权利要求1所述的基于稀释法的明渠自动测流装置，其特征在于：所述明渠自动测流装置在测流时，将投放装置横板（1）置于投放断面，浓度计横板置（11）置于检测断面，示踪剂投放装置与检测点浓度计装置由 RS485与控制系统连接，由控制系统中的A/D单片机控制；接通电源，点击液晶显示屏开始， A/D单片机向示踪剂投放装置与检测点浓度计装置发出指令，示踪剂投放装置投放示踪剂溶液；检测点浓度计装置感应到持续变化的n组浓度值，将模拟量数据传输给多路开关电路，然后由A/D单片机发出指令，多路开关电路执行指令，分别将n组数据 ，经过放大器放大，逐一传输给A/D单片机进行处理，n组流量值Q取算数平均值；算数平均值流量直接传给LED进行现场显示，或通过总线RS485传输给远端的GPRS模块，通过无线远距离传输给控制中心，进行实时在线观测和储存。

5.如权利要求1所述的基于稀释法的明渠自动测流装置，其特征在于：所述明渠自动测流装置的测流方法如下：

（1）将检测点浓度计装置中均匀分布的浓度计调至水面以下，直到每个浓度计均能显示水流起始浓度读数；

（2）将投放装置横板（1）置于投放断面上，将浓度计横板置（11）置于检测断面；

（3）接通电源，点击液晶显示屏开始，控制系统中的A/D单片机开始向示踪剂投放装置与检测点浓度计装置发出指令；

（4）示踪剂投放装置中，搅拌器（7）搅拌体积为5-10LD 水箱（6）中的浓度为50-200g/L的示踪剂溶液，使其混合均匀后，打开上电磁阀门（5）进入量筒（4），关闭上电磁阀门（5），打开下电磁阀门（3），量筒（4）中的示踪剂溶液通过管道（2）投入水流，关闭下电磁阀门；

（5）检测点浓度计装置，将持续变化的n组水流浓度值模拟量数据，传输给多路开关电路，并由A/D单片机发出指令，多路开关电路执行指令，分别将n组数据 ，经过放大器放大，逐一传输给A/D单片机进行处理，n组流量值Q取算数平均值，算数平均值流量直接传给LED进行现场显示，或通过总线RS485传输给远端的GPRS模块，通过无线远距离传输给控制中心，进行实时在线观测和储存。

6.如权利要求1所述的基于稀释法的明渠自动测流装置，其特征在于：所述浓度计是测量明渠水流的浓度值，浓度是通过A/D单片机内部处理直接换算成流量，浓度与明渠流量的换算公式为：

一次注入法流量推求公式为：

其中：Q为测验明渠的流量；C₀为取样断面处水流中原有的示踪剂浓度；C₁为上游断面处一次注入示踪剂的浓度；C₂为不同时间在取样断面处的示踪剂浓度；V为上游断面处一次注入示踪剂浓度为C₁的全部溶液体积；T为示踪剂在取样断面由出现至消失的总历时。