专利名称：一种河道断面流量自动测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量设备，特别是一种河道断面流量自动测量系统。
背景技术：
近年来，随着社会生产力的提高和科学技术的进步，人类对河流开发的力度日益增强，对河流资源的索取越来越多，严重威胁着河流基本功能的发挥和人类对河流的可持续利用。国内外很多河流都出现了不同程度的来水来沙减少，河道淤积，同流量水位抬升等现象。黄河是中华民族的母亲河，为我国的经济发展和社会进步作出了重要贡献。随着人们对黄河水资源的开发力度和依赖程度的不断增强，黄河面临着来水来沙量锐减，河道主槽严重萎缩，流量持续下降等方面的严峻考验。随着科学技术的发展，目前，计算机技术、传感器技术、固态存储技术、遥测技术等先进高效测验方式和测验设施正全面步入水文测验领域，但由于种种原因，目前尚不具备技改条件或遇停电等情况的基层测站充分利用现有测验设备和传统测验手段，通过加强水文分析工作，努力提高工作效率，是实践科学发展观、共同促进水文事业又快又好发展的重要途径。但是，由于河道瘀积，特别是黄河引水渠道泥沙淤积严重、含沙量高、流量小、水流游荡、河底平面变化频繁等固有特点，常规的测量仪器和方法一直无法适应这些特点，人工无法实现流量的精确测定，易产生安全隐患。在实际的操作过程中，由于缺乏监管手段，每到用水高峰期，管理单位总要组成临时工作组巡回河道两岸，特别是黄河两岸监督检查，限定闸门开启度，关闭部分闸门，但收效甚微，因此，如何解决河道流量的监测是亟待解决的技术问题。
发明内容针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种河道断面流量自动测量系统，可有效解决河流流量自动准确的测量，确保河道安全的问题。本实用新型解决的技术方案是，包括缆车控制箱、自动缆车和流量传感器，缆车控制箱装在河岸一边，并与垂直的立杆固定在一起，立杆的顶部装有GPRS收发装置，GPRS收发装置下部的立杆上装有与GPRS收发装置、缆车控制箱相连的太阳能供电装置，与缆车控制箱相对应的河岸另一边上装有固定器，缆车控制箱与固定器之间在河水的水流断面上方装有水平的缆绳(钢缆)，缆绳上装有由缆车控制箱控制的自动缆车，自动缆车上垂直装有置于河水内横向和纵向移动的流量传感器。本实用新型结构简单，新颖独特，易安装使用，自动测量河水流量，准确，有效代替人工测量，省工省时，确保河流安全。
图1为本实用新型的结构主视图(安装在河流断面使用状态图)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。由图1所示，本实用新型包括缆车控制箱、自动缆车和流量传感器，缆车控制箱4装在河岸6 —边，并与垂直的立杆3固定在一起，立杆的顶部装有GPRS收发装置1，GPRS收发装置I下部的立杆上装有与GPRS收发装置、缆车控制箱相连的太阳能供电装置2，与缆车控制箱4相对应的河岸另一边上装有固定器10，缆车控制箱与固定器之间在河水的水流断面8上方装有水平的缆绳(钢缆)9，缆绳上装有由缆车控制箱控制的自动缆车5，自动缆车上垂直装有置于河水内横向和纵向移动的流量传感器7。本实用新型使用时，可与远程监控系统相配合，实现远程自动化对河水流量的监测。要指出的是，本实用新型中各组件均是现有技术，本实用新型的贡献在于将它们科学的组合在一起，构成一种具有自动化且测量准确的河道断面流量自动测量系统，因此凡是在结构上采用等同或等效替换而作出的与本实用新型本质相同的技术方案，均属于本实用新型的保护范围。本实用新型紧密结合河流，特别是黄河引水渠道特点，采用过程模拟技术代替人工测量，解决了常规流量仪器无法适应的难题，主要用于水利枢纽的流量自动化监测，同时，通过系统接口的扩展，实现对闸门开度、水位等信息进行采集与控制，自动化测量准确，省去了人工测量的繁重劳动和不准确性，确保河流安全。本实用新型在使用时，又称现地控制系统，与远程监控系统相配合，本实用新型的现地控制系统的功能主要解决流量的数据采集与传输，包括数据采集传感器模块、现场控制模块、供电模块、无线数据接收装置，其实施过程如下:(I)在河道的断面上搭建一个缆绳，在缆绳上面安装自动缆车，自动缆车携带流量传感器，并能够在缆车控制柜的控制下，驱动流量传感器沿着河道的断面横向、纵向移动，实现对河道断面水流流量的扫描；(2)在河道断面的一个扫描周期，现场控制模块发送指令驱动流量传感器的移动；流量采集传感器采集的流量数据对河道断面的不同位置的流量数据进行采集，通过RS485工业现场总线传输给缆车控制柜；控制柜中数据处理单元对采集到的数据进行编码，发送给GPRS接收装置；(3) GPRS接收装置一方面接收远程监控系统的指令；另外一个方面将采集到流量数据上传给远程的监控系统。(4)供电模块其供电方案采用太阳能供电的方式，主要由太阳能电池板和电源智能控制器等组成。太阳能硅电池是高科技电源，电池板在阳光照射下，光能便立即转化成电能，而且不停的发电；电源智能控制器保护功能:蓄电池过充过放、反充、过载与短路保护
坐寸ο远程监控系统功能包括三个主要功能:数据的接收、处理与显示，水闸引水计算和历史数据查询与统计。(I)数据的接收与存储系统的各级远程监控终端都可以实时接收从远程河道现场采集到的实时数据，对数据进行汇总、整理、归档，按照一定格式进行存储，建立河道断面水流流量数据库，以备日后数据查询、报表打印及历史数据显示。(2)河水流量计算在一个河面的断面的扫面周期中的原始数据，建立多项式拟合的数学模型，流量数据进行拟合，得到河水流量的数据，并减小数据的误差。然后在监控终端的软件界面上予以实时的显示，用户可根据这些显示的实时数据来判断河水流量状况以及水文状况，以便及时做出必要的反应。(3)河水流量显示以图形、表格、文字等形式动态显示河东啊的流量状态、设备运行状态等，通过查询历史数据形成历史曲线。(4)现地设备的控制包括流量传感器的标定与初始化，把传感器位置调整在最佳线性区域，以便降低误差，提高测量的精度。(5)历史数据查询、统计与打印从系统的各级监控终端中，用户可以随时查询在其管理范围之内的流量数据的历史信息，并做出相应的统计，然后生成各种引水日报、月报、年报、以及运行日志等，供查询指定时间段的流量、水量等。(6)信息联网:通过网络实现数据的共享，实现数据向上级管理单位的转发。由上述可知，本实用新型包括相配合的远程监控系统，能够及时地、准确地、可靠地监测河道河水的精准测量，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率，解决了常规流量仪器无法适应的难题，是河流流量监测上的创新，经济和社会效益显著。
权利要求1.一种河道断面流量自动测量系统，包括缆车控制箱、自动缆车和流量传感器，其特征在于，缆车控制箱(4)装在河岸(6)—边，并与垂直的立杆(3)固定在一起，立杆的顶部装有GPRS收发装置(1)，GPRS收发装置(I)下部的立杆上装有与GPRS收发装置、缆车控制箱相连的太阳能供电装置(2)，与缆车控制箱(4)相对应的河岸另一边上装有固定器(10)，缆车控制箱与固定器之间在河水的水流断面(8)上方装有水平的缆绳(9)，缆绳上装有由缆车控制箱控制的自动缆车(5)，自动缆车上垂直装有置于河水内横向和纵向移动的流量传感器(7)。
专利摘要本实用新型涉及河道断面流量自动测量系统，可有效解决河流流量自动准确的测量，确保河道安全的问题，其结构是，包括缆车控制箱、自动缆车和流量传感器，缆车控制箱装在河岸一边，并与垂直的立杆固定在一起，立杆的顶部装有GPRS收发装置，GPRS收发装置下部的立杆上装有与GPRS收发装置、缆车控制箱相连的太阳能供电装置，与缆车控制箱相对应的河岸另一边上装有固定器，缆车控制箱与固定器之间在河水的水流断面上方装有水平的缆绳，缆绳上装有由缆车控制箱控制的自动缆车，自动缆车上垂直装有置于河水内横向和纵向移动的流量传感器，本实用新型结构简单，新颖独特，易安装使用，自动测量河水流量，准确，有效代替人工测量，省工省时，确保河流安全。
文档编号G01F1/00GK202994212SQ20122065426
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者马耀锋, 李红丽, 李志超, 单保玲, 崔聪聪, 梁银双 申请人:中州大学