申请/专利权人：交通运输部天津水运工程科学研究所

申请日：2022-07-26

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN115268322B

主分类号：G05B19/042

分类号：G05B19/042;G01B21/18;G01C13/00;G01F23/00;G01P5/08;G01S19/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2022.11.18#实质审查的生效;2022.11.01#公开

摘要：本发明公开了一种基于单片机的渠道流量测量方法，包括如下步骤：初始设置；配置测量垂线；采集垂线处的水温值和水深信息，计算并修正获得修正水深值Hb；设置垂线上的测量点数；测量点的流速测量，获取垂线上的各测量点的平均流速V；计算出垂线流速Vm；返回并获取其他垂线处的修正水深值Hb和垂线流速Vm；根据各垂线分割的渠道断面，计算出各部分的面积；根据各垂线分割的渠道断面，计算出各断面的分流量值；计算总流量值；数据存储；数据传输。本发明用于灌溉明渠的水深、流速及流量测量，操作便捷，测量准确度高，数据存储查看便捷，可实现远程控制与传输。

主权项：1.一种基于单片机的渠道流量测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：参数显示单元初始设置，单片机程序初始化，设置通信串口参数，设置测量采样时间间隔Ts，配置测量参数，所述测量参数包括渠底宽度、渠道一侧坡比A1、渠道另一侧坡比B1、一侧边坡流速系数A2、另一侧边坡流速系数B2；S2：参数显示单元配置测量垂线，按渠道底部宽度等间距布置M条垂线，M为不小于2的正整数，两端的垂线均布置于渠道底部与边坡的拐点处；S3：参数显示单元选择一条垂线，通过水温采集单元和水深采集单元分别按测量采样时间间隔Ts，采集该垂线处的水温值和水深信息的模拟量信号，按采样顺序，取后N组数据求均值，获得水深模拟量信号值h1，参数显示单元根据曲线拟合方程Ha＝x1*h1+x2计算得出水深值Ha，其中，x1为水深斜率，x2为水深截距；对水深值Ha进行修正，获得修正水深值Hb，Hb＝Ha*x3*t+x4，其中，t为水温值，x3为温度斜率，x4为温度截距；S4：参数显示单元根据垂线处的修正水深值Hb，设置该垂线上的测量点数；Hb≤0.8m，设置一个测量点；0.8mHb≤1.0m，设置两个测量点；1.0mHb≤3.0m，设置三个测量点；Hb3.0m，设置五个测量点；S5：通过流速采集单元进行测量点的流速测量，参数显示单元按采样顺序，取后N组数据求均值，获得流速模拟量信号v，根据曲线拟合方程V＝x5*v+x6计算得出瞬时流速值V，其中，x5为瞬时流速斜率、x6为瞬时流速截距；获取n组瞬时流速值V，求均值后获得该测量点的平均流速按照由浅到深的顺序获取该垂线上的各测量点的平均流速S6：参数显示单元根据垂线上各测量点的平均流速计算出垂线流速Vm；一个测量点：为0.6Hb水深处的平均流速两个测量点：为0.8Hb水深处的平均流速三个测量点：或为0.2Hb水深处的平均流速五个测量点：为水面处的平均流速为Hb水深处的平均流速S7：参数显示单元返回S2步骤，获取其他垂线处的修正水深值Hb和垂线流速Vm，直至完成全部垂线的测量；S8：参数显示单元根据各垂线分割的渠道断面，计算出各部分的面积；Sn-1,n＝0.5Hn-1+Hn*ln-1,n，S0,1＝0.5H1*l0,1，Sn,n+1＝0.5Hn*ln,n+1，其中n为不小于2的正整数，Hn为第n条垂线处的修正水深值，ln-1,n为第n-1条和第n条两条垂线之间的水平间距，S0,1为第1条垂线与同侧的边坡围成的三角形面积，Sn,n+1为第n条垂线与同侧的边坡围成的三角形面积；S9：参数显示单元根据各垂线分割的渠道断面，计算出各断面的分流量值；qn-1,n＝Vn-1,n*Sn-1,n，q0,1＝V0,1*S0,1，qn,n+1＝Vn,n+1*Sn,n+1，其中n为不小于2的正整数，Vn-1,n为第n-1条垂线上的垂线流速Vm和第n条垂线上的垂线流速Vm的均值，V0,1为第1条垂线上的垂线流速Vm乘以同侧的边坡流速系数A2或B2，Vn,n+1为第n条垂线上的垂线流速Vm乘以同侧的边坡流速系数B2或A2；S10：参数显示单元计算总流量值，Q＝q0,1+q1,2+......+qn,n+1；S11：参数显示单元进行数据存储，按照数据采集顺序，按照修正水深值Hb-垂线流速Vm-总流量值Q-经纬度-测试时间为一组数据，进行存储；S12：参数显示单元进行数据传输，将存储数据分别通过RS485通信模块发送至本地计算机，通过NB-IoT通信模块发送给管理中心服务器，通过蓝牙交互模块发至移动终端。

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权利要求：

百度查询： 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种基于单片机的渠道流量测量方法

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