一种易沉淀水质明渠流量测量仪及其测量方法
【专利说明】-种易沉淀水质明渠流量测量仪及其测量方法 -、技术领域
[0001] 本发明属于渺泥流量测量技术领域，具体设及一种易沉淀水质明渠流量测量仪及 其测量方法。 二、【背景技术】
[0002] 凡河、渠、人工隧道中具有自由表面的水流运动，均称为明渠水流。明渠流量仪应 用场所有城市供水引水渠、火电厂冷却水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工矿企业 废水排放W及水利工程和农业灌概用渠道。目前，国内在流量计算和测量方法的应用方面 在整体上处于萌芽阶段，取得了一定的成绩，但与国外相比还有很大的差距。
[0003] 常用的明渠流量仪表按测量原理大体可分为堪法、测流槽法、流速-水位计算法 和电磁流量计法。明渠作为煤矿常用的排水设施，由于其特定的使用环境，难免在渠水中混 杂着煤渣、泥±等颗粒物W及少量的垃圾。当该些煤渣、泥上慢慢沉积在明渠中时，会慢慢 抬高水位，之前安装的明渠流量测量仪在测量流量时需要用到堪板到水平面的距离，由于 杂质的沉淀，该样传感器测得的堪板到水平面的距离就不准确，由此算得的流量自然就不 准确，同样的在槽式流量计测量中，如果在喉管上游侧沉积有杂质，那么测得的相对于喉管 底的上游侧的水位h就会偏高，该样测得的流量显然不准确。因此无论W上哪种测量方法 都存在同样的问题；渺泥沉淀厚度对流量测量准确度有影响。
[0004] 流速仪从其工作方式上又可W分为转子式流速仪和非转子式流速仪。转子式流 速仪简单、实用，但无自动化系统接口；非转子式流速仪主要有时差法超声波流速仪、电波 流速仪和超声波多普勒流速仪等；时差法超声波流速仪虽能够与自动监测系统接口连接， 但安装困难，泥沙对测试距离有影响；走航式多普勒剖面流速测量系统不适合长时间监测， 也存在泥沙影响测试距离的问题；水平式多普勒剖面流速测量系统可接入监测系统长期监 巧。，但依旧存在泥沙影响测试距离的问题。
[0005] 为解决上述问题，研制一种解决渺泥沉淀厚度影响测量精度的明渠流量测量仪是 十分必要的。 H、
【发明内容】
[0006] 本发明为了解决上述【背景技术】中的不足之处，提供一种易沉淀水质明渠流量测量 仪及其测量方法。其能实时的、在线的、准确的测量明渠流量而不受渺泥沉淀厚度的影响， 解决了明渠流量测量不准确该一难题。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种易沉淀水质明渠流量测量仪，其 特征在于：包括光电式渺泥厚度测量部件、液体冲力流速测量部件、手持终端和数据处理主 板，所述的光电式渺泥厚度测量部件与液体冲力流速测量部件通过螺杆连接为一个整体； 所述的光电式渺泥厚度测量部件通过发射板通信线连接到主板外壳的信号输出端口上，通 过接收板通信线连接到主板外壳的信号接收端口上，所述的液体冲力流速测量部件通过测 力信号线连接到主板外壳的测力信号端口，所述的手持终端通过RS485数据通信线连接到 主板外壳的RS485通信端口上，所述的数据处理主板分别与信号输出端口、信号接收端口、 测力信号端口和RS485通信端口连接。
[000引所述的光电式渺泥厚度测量部件包括相互平行的外壳底板和外壳顶板一，所述的 外壳底板和外壳顶板一之间设置有与其垂直的发射板外壳和接收板外壳，所述的发射板外 壳上嵌设有发射板，所述的接收板外壳上嵌设有接收板；
[0009] 所述的发射板上等距分布有若干个发光二极管，所述的发射板通过防水胶密封在 发射板外壳上；
[0010] 所述的接收板上等距分布有若干个光敏=极管，所述的接收板通过防水胶密封在 接收板外壳上；
[0011] 所述的发光二极管与光敏=极管的灯头一一对应；
[0012] 所述的发射板外壳和接收板外壳上分别设置有发射板通信端口和接收板通信端 P。
[0013] 所述的液体冲力流速测量部件包括外壳顶板二，所述的外壳顶板二上通过传感器 固定螺栓连接有称重传感器，所述的外壳顶板二的一端通过转轴连接有受力杆。
[0014] 所述的外壳顶板二上还通过螺栓固定有主板外壳，所述的主板外壳内部固定有数 据处理主板。
[0015] 所述的称重传感器通过测力信号线连接到测力信号端口上。
[0016] 所述的手持终端通过RS485数据通信线与数据处理主板连接，用于进行参数设 置。
[0017] 所述的光电式渺泥厚度测量部件与数据处理主板结合用于测量水位、泥位位置； 所述的液体冲力流速测量部件与数据处理主板结合用于测量水流的流速；所述的手持终端 用于设置参数。
[001引所述的一种易沉淀水质明渠流量测量仪的测量方法，其特征在于所述方法步骤 为：
[0019] (1)选择安装仪器的位置；选择渠道规则、渠底平整、安装位置的前后水速较平稳 的地方；
[0020] (2)记录安装参数：调节受力杆的底部距离外壳底板3?5畑1，记录下该距离作为 受力杆高度；测量渠宽、转轴到称重传感器受力点的距离ll，转轴到受力杆底部的距离12， 受力杆的宽度为1宽；
[0021] (3)仪器装入明渠：将测量装置整体放入选择的安装位置，外壳底板与渠低紧密 接触，水流在外壳底板之上流过，沿着水流方向，先经过液体冲力流速测量部件，再经过光 电式渺泥厚度测量部件；
[0022] (4)确定校准流速；使用标准表法分别测量底部、中间、表面与受力杆在同一过水 断面处的水速，得出一个相对稳定的平均值作为校准流速；
[0023] (5)使用手持终端设置参数；将记录的参数、校准流速设置进数据处理主板中，返 回到手持终端的当前监测界面观察显示数据，包括水位、泥位、温度、流量、流速、冲力；
[0024] 做数据运算。
[0025] 根据采集到的参数W及用户设置的参数，数据处理主板进行运算处理，得到最终 的水位、泥位、温度、流量、流速、冲力。
[0026] 首先，数据处理主板先计算得到水位、泥位、温度。根据温度采集电路采集到的信 号，数据处理主板可W直接运算得到温度。根据光电式渺泥厚度测量部件的采样值及用户 设置的基座值，得出水位、泥位的高低；
[0027] 其次，根据用户设置的受力杆高度得出实际的受力杆入水深度h (水位-受力杆高 度）；
[002引第=，计算初始力F。。数据处理主板根据液体冲力流速测量部件采集到的称重 传感器受到的压力Fe，W及li、12、ls^、h、校准流速，计算出初始力F。。综合计算公式为：
【主权项】
1. 一种易沉淀水质明渠流量