[发明专利]一种排水管网流量测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种排水管网流量测量装置，包括主机和传感探头，传感探头包括壳体、设置在壳体内的陀螺仪、设置在壳体底部的流速测量探头、设置在壳体上的激光测距探头、设置在壳体底部的尾端的方向舵，激光测距探头为多个，且周向均匀设置在壳体上，激光测距探头的探测方向在壳体的同一横截面上等角度分布且反向交汇于壳体的横截面中心，本发明还公开了一种排水管网流量测量方法，本发明可以测量出管网直径、管壁轨迹、水位和管网流量，解决人员不下井条件下管道直径与横截面积测量。

技术领域

本发明属于水文监测设备的技术领域，具体一种排水管网流量测量装置，还涉及一种排水管网流量测量方法。

背景技术

随着人类城市化发展市政管网的与人们生活关系日益密切。城市管网流量监测可以及时发现污水偷排偷放，污水渗入渗出等问题，同时监测的流量数据可以为管网维护和建设提供支撑数据降低城市渍水发生概率，提高污水收集效率，提高人民生活质量。

目前市政排水管网均采用检查井安装流量监测设备，检查井由于破坏来管网的形状存在紊流现象，管中水位、流速、流向均产生偏差导致测量误差，甚至出现完全错误的数据。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种排水管网流量测量装置，还涉及一种排水管网流量测量方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种排水管网流量测量装置，包括主机，还包括传感探头，主机和传感探头之间通过牵引绳缆连接，

传感探头包括壳体、设置在壳体内的陀螺仪、设置在壳体底部的流速测量探头、设置在壳体上的激光测距探头、设置在壳体底部的尾端的方向舵，激光测距探头为多个，且周向均匀设置在壳体上，激光测距探头的探测方向在壳体的同一横截面上等角度分布且反向交汇于壳体的横截面中心，上述横截面中心记为扫描中心点，横截面所在的平面为扫描平面，各个激光测距探头的探测方向与管内壁交汇的点为扫描点。

一种排水管网流量测量方法，包括以下步骤：

步骤1、首先将传感探头放入市政管网检查井的横管段，并确定扫描中心点的初始位置坐标和传感探头的中心轴初始方位；

步骤2、传感探头中的激光测距探头和陀螺仪启动工作，各个激光测距探头测量扫描平面上的各个扫描点到扫描中心点的距离，陀螺仪计算当前时间之前设定时间长度的传感探头的中心轴方位作为基准方位，激光测距探头测量的各个扫描点的距离和方位投影到垂直于基准方位的平面上；

步骤3、将当前传感探头位置获得的各个投影后的扫描点进行圆拟合，获得当前传感探头所处位置的管网内径，根据扫描中心点的初始位置坐标和传感探头各个位置的基准方位获得扫描中心点在各个位置的坐标，根据扫描中心点的各个位置的坐标以及扫描中心点在拟合圆上的位置，计算传感探头所在管网位置的拟合圆的圆心坐标，根据拟合圆的各个圆心坐标以及拟合圆直径获得管网轨迹；

步骤4、将传感探头放到管网设定位置处，即传感探头所在位置位于管网的顺直管段，即传感探头前方有不小于前面10倍管网直径的顺直管段，传感探头后面不小于5倍管网直径的顺直管段，陀螺仪计算当前时间之前设定时间长度的传感探头的中心轴方位作为复核基准方位，激光测距探头测量的各个扫描点的距离和方位投影到垂直于复核基准方位的平面上，进而求取各个投影扫描点的拟合圆作为复核拟合圆，复核拟合圆的直径即为复核管网直径；

步骤5、获取扫描中心点在复核拟合圆的位置，水平横线过扫描中心点且位于复核拟合圆所在平面，复核拟合圆位于水平横线以下的面积即为过水截面积，流速测量探头测量出水相对于传感探头的相对流速，计算复核基准方位和当前陀螺仪获得传感探头的中心轴方位的方位差，根据方位差对流速测量探头测量的流速进行角度修正，根据过水截面积和角度修正后的流速计算出管网流量；

步骤6、计算出的管网流量通过线缆传输到主机再通过无线发送到服务器。