申请/专利权人：济南和一汇盛科技发展有限责任公司

申请日：2021-06-01

公开（公告）日：2022-09-23

公开（公告）号：CN113358163B

主分类号：G01F1/00

分类号：G01F1/00;G01F1/58;G01F15/00;G01F15/18;G01P5/00;G01C13/00

优先权：["20201107 CN 2020112340743"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.09.23#授权;2021.09.24#实质审查的生效;2021.09.07#公开

摘要：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。

主权项：1.一种明渠断面水流量在线测量装置的测量方法，包括测量支撑架，所述测量支撑架上固定安装测杆组件，所述测杆组件与信号处理主机（11）通信；所述测杆组件包括测杆（8）和测杆驱动机构，所述测杆（8）上固定有一组传感器；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）；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），其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将所述测杆组件按需等间距布设在渠道上；步骤二：每根测杆（8）代表一条测量垂线，根据渠道形态和宽度布设垂线，每条垂线处就是对应固定一套所述测杆组件；步骤三：测杆（8）的初始位置为高于水面且与水面平行，测杆升降电机（10）通过所述码盘（4）带动所述测杆（8）工作，测杆（8）摆动并且一端没入水中，当所述测杆探底传感器（9）触碰水底触发报警时，通过轴角编码器（5）的测量数值和测杆（8）入水长度数据，信号处理主机（11）数学计算测量水体水深；步骤四：探测到水深后，所述信号处理主机（11）计算需要提升的高度，由所述码盘（4）带动所述测杆（8）反向摆动，提升到设定位置，开始测量；步骤五：对所述测杆（8）多个测点流速的测量和水深测量，通过所述信号处理主机（11）获得各测点流速数据和测量垂线水深数据；步骤六：所述信号处理主机（11）通过获得每个测杆的测点流速数据和水深数据，按照规则计算每个测杆组件的平均流速、渠道平均流速、渠道瞬时流量、渠道累计流量等数据，对数据进行相应的存储、传输管理，将数据传输至云端或各级管理中心，实现对渠道流量的实时在线测量；所述水深计算公式为： （式1）其中：H为水深； 为测杆探底传感器9触底时的测杆8入水长度，通过水体感知传感器7测得； 为测杆8与水面之间的夹角，通过轴角编码器5测得；每个所述测杆（8）所处位置的平均流速计算如下：采集每条测杆（8）上的一组水流速测量传感器（6）的测点流速：、、、、，此处水流速测量传感器（6）数量有5个；计算测杆（8）所处位置的平均流速： （式2）计算两个测杆（8）间的平均流速： （式3）其中：渠道两边的水流流速： ，； 为测杆（8）序号， 为第条测杆（8）平均速度； 为岸边流速系数常数，与渠道的断面形状、渠岸的糙率、水流条件有关；两条垂线之间的断面面积： （式4）其中H为水深，b为两条相邻的测杆（8）之间的间距；其中渠道两边面积为： ，；其中为渠道一个岸边与第一个测杆（8）之间的间距，为渠道的另一个岸边与第n个测杆之间的间距；计算两条垂线间的流量即渠道部分流量： （式5）计算断面流量即渠道瞬时流量：。

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