[发明专利]用于矩形渠道流量监测的明渠流量计及其测流方法

说明书

本发明公开了一种用于矩形渠道流量监测的明渠流量计及其测流方法，由设置在矩形渠道内的渠道水流形态监测装置和流量监测控制器组成。测流方法包括：S1，构建所述矩形渠道三断面测流环境；S2，控制模块发出控制指令，控制上、下游侧压力水位监测仪在设定的监测时段Δ_t内按照设定的采集频率，同步采集上游侧监测断面Ls的水位数据和下游侧监测断面Lx的水位数据；S3，被监测断面Le的过流量计算。本发明突破了传统的测流方法，通过安装在被监测断面位置的渠道水流形态监测装置与渠道侧壁作用引起的渠道被监断面上、下游水位的变化，依据能量守恒及渠道连续方程进行被监测断面平均流量的监测与计算。具有测量精度高，安装、测流简便的优点。

技术领域

本发明涉及明渠流量监测领域，尤其是涉及用于矩形渠道流量监测的明渠流量计及其测流方法。

背景技术

输水明渠流量准确监测是灌区节水的基础，目前对于输水明渠流量监测、计量的手段主要有流速面积法，其核心是监测过流断面的平均流速，测量流速的方法有电磁法、超声波(时差法)、多普勒法、建筑物测流法。对于电磁法存在难以突破大断面测流限制的不足；而多普勒法主要用于测条带流速，精度低；超声波时差法测流，所采取的多声道测流设备对现场安装要求苛刻且成本很高。

发明内容

本发明目的在于提供一种测量精度高、安装方便的用于矩形渠道流量监测的明渠流量计，本发明另一目的是提供该明渠流量计的测流方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述用于矩形渠道流量监测的明渠流量计，由设置在矩形渠道内的渠道水流形态监测装置和设置在矩形渠道外的流量监测控制器组成；所述渠道水流形态监测装置包括用于与渠道侧壁连接的贴壁立板，与所述贴壁立板连接的迎水侧立板和背水侧立板；所述迎水侧立板、背水侧立板和贴壁立板构成横截面为等腰三角形的立筒，迎水侧立板、背水侧立板的板面上开设有用于消除水流扰动的滤波孔，所述立筒下筒口设置有底座；立筒内设置有隔板将立筒内腔分隔为两个横截面为直角三角形的上游侧筒腔和下游侧筒腔，所述上游侧筒腔和下游侧筒腔内分别设置有上游侧立管和下游侧立管，所述上、下游侧立管周面上分别开设有用于消除水流扰动的滤波孔；所述底座上位于上、下游侧立管内分别设置有上游侧压力水位监测仪和下游侧压力水位监测仪，所述上、下游侧压力水位监测仪的控制接口通过线缆从立筒的上筒口引出，所述控制接口线缆与所述流量监测控制器连接。

所述流量监测控制器包括：

基本参数输入控制模块，用于输入所述矩形渠道宽度、所述立筒阻水宽度和监测控制参数并存储于存储器内；

控制模块，用于发出控制指令，控制所述上、下游侧压力水位监测仪在设定的监测时段内按照设定的采集频率，同步采集各自监测的渠道断面水位并计算设定的所述监测时段内的平均水位及该平均水位的过水断面的面积；

瞬时流量监测计算模块，用于按照在设定的所述监测时段内计算被监测断面瞬时平均流量，计算在设定的监测时间段内所述被监测断面的平均流量。

开设在所述迎水侧立板、背水侧立板板面和所述上、下游侧立管周面上的滤波孔均为矩形竖孔。

在所述上、下游侧立管的底部管体壁上分别开设有豁口，以便渠水顺利进入上、下游侧立管内。

本发明所述明渠流量计的测流方法，包括下述步骤：

S1，构建所述矩形渠道三断面测流环境：

在渠道内位于指定的被监测断面Le渠道侧壁上安装一个所述的明渠流量计，步骤如下：

S1.1，将所述立筒的所述底座放置于渠底，将立筒内的所述隔板与所述被监测断面Le重合，将所述贴壁立板与所述渠道侧壁固定，立筒的上筒口延伸出渠道上方；