[发明专利]一种明渠断面水流量在线测量装置及测控方法

说明书

本发明公开一种明渠断面水流量在线测量装置及测控方法，包括测量支撑架，所述测量支撑架上固定安装测杆组件，所述侧杆组件与信号处理控制主机11通信，所述测杆组件包括测杆8和测杆驱动机构，所述侧杆8上设置有一组传感器，所述测杆驱动机构包括测杆升降电机10，所述测杆升降电机10的输出轴上固定连接码盘4和轴角编码器5，所述码盘4固定连接所述测杆8。本发明要解决的技术问题是提供一种明渠断面水流量在线测量装置及测控方法，以解决现有明渠测流设备按照国家相关规范实现多垂线多测点水流量实时在线测量，以及对水体浑浊、渠道淤积、水体有杂物物等情况下测量不准确的问题，可有效解决明渠实时在线测流的难题。

技术领域

本发明涉及明渠测流技术领域，具体地讲，涉及一种明渠断面水流量在线测量装置及测控方法。

背景技术

目前，明渠水流量测量多采用流速面积法、标准断面法、渠系建筑物法和堰槽法，其中标准断面法、渠系建筑物法和堰槽法因利用水工建筑物进行流量推算，存在测量精度低等问题。为实现明渠流量的精准测量，大多采用流速面积法，常见的流速测量方式有声学多普勒式、雷达式、转子式等，声学多普勒式存在受水质影响大的问题，在污水、浑浊水、水质杂物较多的场合不宜应用，另外在线式测流大多固定于渠道岸坡上，只能实现单测线测流，不能反映出整个渠道的流速全貌情况；雷达式大多采用表面雷达流速仪，测量一点或者多点的流速，表面流速与渠底、渠中、边坡流速存在较大差异，数据的可用性较差；转子式流速仪采用机械原理，在测量过程中存在易挂杂物、机械磨损等问题，不适合做明渠实时在线测流应用。另外以上几种流速测量方式，因明渠存在淤积情况，需要单独考虑测量水深，需另外增加其他工程措施。部分采用建设测流桁架，采用走航式测流的方式，存在测量时间长、测流不连贯、不能实时在线测流等问题。

综上所述，针对明渠测流，特别是针对水质较差、水体浑浊、漂浮物较多、易淤积的明渠，目前没有较好的测流方式。因此，针对上述问题，研发一种明渠断面水流量在线测量装置及方法，该测流装置综合利用水流速测量传感、水位测量、传动与智能测控、信息处理、智能通信等技术手段，通过特殊的设计解决明渠测流中存在的各类问题，通过精准的传感器实现对明渠水深、流速的精准测量，依据《GB/T 21303-2017灌溉渠道系统量水规范》和《GB 50179-2015 河流流量测验规范》等国家规范的相关计算公式，实现对明渠流量的精准计量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种明渠断面水流量在线测量装置及测控方法，以解决现有明渠测流设备不能实现多垂线、多测点同时实时在线稳定测量，尤其对水体浑浊、渠道淤积、水面有漂浮物等情况下无法准确测量、自动化程度低的行业问题，可有效解决明渠实时在线测流的难题，提高明渠水流量计量的精准度，进而提升明渠水流量计量管理水平。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种明渠断面水流量在线测量装置，包括测量支撑架，其特征在于，所述测量支撑架上固定安装测杆组件，所述侧杆组件与信号处理控制主机(11)通信。

作为对本技术方案的进一步限定，所述测杆组件包括测杆(8)和测杆驱动机构，所述侧杆(8)上设置有一组传感器。

作为对本技术方案的进一步限定，所述测杆驱动机构包括测杆升降电机 (10)，所述测杆升降电机(10)的输出轴上固定连接码盘(4)和轴角编码器 (5)，所述码盘(4)固定连接所述测杆(8)。

作为对本技术方案的进一步限定，所述传感器包括水流速测量传感器(6)、水体感知传感器(7)和测杆探底传感器(9)。

作为对本技术方案的进一步限定，所述水体感知传感器(7)等间距固定在所述测杆(8)的迎水面上，所述水流速测量传感器(6)固定在所述测杆(8) 的侧面，所述测杆探底传感器(9)固定在所述测杆(8)的底端。

作为对本技术方案的进一步限定，所述测量支撑架为水面浮体(2)或者水面支架，所述测杆升降电机(10)固定连接所述水面浮体(2)或者所述水面支架(13)。