机翼型明渠水流量测量装置及测量系统的制作方法

本技术涉及一种用于明渠的机翼型明渠水流量测量装置及测量系统，属于渠道量水。

背景技术：

1、渠道量水技术已被广泛用于污水排放和灌溉用水等场合，如何对渠道水流量进行精准量测，是目前需要解决的关键技术，这对于环境保护、执行用水计划、合理配置水资源等方面具有重要意义。

2、已有渠道量水设备多种多样，通常是采用基于流速面积法测量水深和断面点流速/区域流速的仪器，然后计算获得渠道瞬时水流量。从实际操作可以看出，已有渠道量水设备基于复杂的测流公式和人工率定作业对水流量实现测量，测量结果受水深变化、流速变化等多因素影响，精准性无法保证，且现场人工率定实施困难、成本高、准确度低，不利推广普及。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种机翼型明渠水流量测量装置及测量系统，其解决了现有技术明渠水流量测量精准性无法保证，现场人工率定实施困难、成本高、准确度低的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

3、一种机翼型明渠水流量测量装置，包括壳体，所述壳体的边沿延伸设有用于将所述壳体紧贴固定于明渠渠道侧壁的固定板，其中：竖直设于渠道的所述壳体从上向下看去呈机翼形状且朝向渠道内凸出，所述壳体凸出的外表面沿竖直方向延伸且光滑设置。

4、一种测量系统，包括上述的机翼型明渠水流量测量装置和上游水位自动监测系统，其中：紧贴设于明渠渠道两侧壁的两个所述机翼型明渠水流量测量装置相对设置，用于形成矩形或类似矩形的喉口，以及在两个所述机翼型明渠水流量测量装置自身入口与喉口之间形成收缩段、在自身出口与喉口之间形成扩散段，以使水流通过喉口时产生侧向收缩而形成临界流；所述上游水位自动监测系统包括设于渠道上游来测量上游水深的水位传感器。

5、本实用新型的优点是：

6、借由在明渠渠道两侧正对设置一对本实用新型机翼型明渠水流量测量装置即可形成使水流产生临界流状态的喉口，从而使得渠道水流量(或说过流流量)只取决于上游水深，即，将水流量测量转化为水深测量，水流量测量结果的精准性得到保证，且现场易实施，免率定作业，成本低，利于推广普及。

7、进一步来说，本实用新型机翼型明渠水流量测量装置的曲面造型光滑流畅，由收缩段曲面和扩散段曲面构成，收缩段曲面的曲率远大于扩散段曲面的曲率，这样使得水流经收缩段迅速聚拢后能够在通过喉口和扩散段时表现出更好的流态，从而使渠道上游不易造成泥沙、淤积的壅阻，更好地保证了水流量的测量精准性，特别适用于明渠多泥沙、多淤积的过流环境。

技术特征：

1.一种机翼型明渠水流量测量装置，其特征在于，包括壳体，所述壳体的边沿延伸设有用于将所述壳体紧贴固定于明渠渠道侧壁的固定板，其中：竖直设于渠道的所述壳体从上向下看去呈机翼形状且朝向渠道内凸出，所述壳体凸出的外表面沿竖直方向延伸且光滑设置；机翼形状的所述壳体由连续的收缩段曲面和扩散段曲面构成，收缩段曲面与扩散段曲面的连接位置用于形成矩形或类似矩形的喉口，收缩段曲面的曲率远大于扩散段曲面的曲率。

2.如权利要求1所述的机翼型明渠水流量测量装置，其特征在于，所述壳体从自身顶部到竖直朝下延伸的底部呈机翼形状，所述壳体的底部延伸接触渠道的渠底，其中：当渠道侧壁呈竖直状态时，所述壳体从自身顶部到底部呈现大小一致的机翼形状；当渠道侧壁呈倾斜或弯曲状态时，所述壳体从自身顶部到底部呈现逐渐缩小的机翼形状。

3.如权利要求2所述的机翼型明渠水流量测量装置，其特征在于，沿渠道长度方向，所述收缩段曲面与所述扩散段曲面的长度比为3:7。

4.如权利要求1或2所述的机翼型明渠水流量测量装置，其特征在于，当所述壳体和所述固定板为金属材质时，所述壳体和所述固定板组装成型；或者，所述壳体和所述固定板为通过支设模板浇筑混凝土一体成型。

5.如权利要求1所述的机翼型明渠水流量测量装置，其特征在于，所述壳体的顶部形成的机翼形状开口设有封盖。

6.一种测量系统，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的机翼型明渠水流量测量装置和上游水位自动监测系统，其中：紧贴设于明渠渠道两侧壁的两个所述机翼型明渠水流量测量装置相对设置，用于形成矩形或类似矩形的喉口，以及在两个所述机翼型明渠水流量测量装置自身入口与喉口之间形成收缩段、在自身出口与喉口之间形成扩散段，以使水流通过喉口时产生侧向收缩而形成临界流；所述上游水位自动监测系统包括设于渠道上游来测量上游水深的水位传感器。

7.如权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述水位传感器为接触式水位传感器或非接触式水位传感器，其中，所述非接触式水位传感器通过支撑杆悬空安装在渠道上游的上方。

8.如权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述水位传感器与两个所述机翼型明渠水流量测量装置的入口之间相距的距离为3-5倍的渠宽。

9.如权利要求6或7或8所述的测量系统，其特征在于，所述上游水位自动监测系统还包括安装于明渠渠道岸边的数据采集装置和远程传输装置，所述数据采集装置用于实时采集所述水位传感器测得的水位数据并获得渠道水流量数据，所述远程传输装置用于将所述数据采集装置获得的水位和水流量数据上传至远程平台。

技术总结
本技术公开了一种机翼型明渠水流量测量装置及测量系统。机翼型明渠水流量测量装置包括壳体，壳体的边沿延伸设有固定板，竖直设于渠道的壳体从上向下看去呈机翼形状且朝向渠道内凸出，壳体凸出的外表面沿竖直方向延伸且光滑设置。测量系统包括机翼型明渠水流量测量装置和上游水位自动监测系统，紧贴于渠道两侧壁的两个机翼型明渠水流量测量装置相对，用于形成矩形或类似矩形的喉口以及形成收缩段、扩散段，以使水流通过喉口时产生侧向收缩而形成临界流，上游水位自动监测系统包括水位传感器。本技术解决了现有技术明渠水流量测量精准性无法保证，现场人工率定实施困难、成本高、准确度低的问题。

技术研发人员：于佳,吕宏兴,赵娜,马月霞,武晓磊,聂琦,高进,曹继拓
受保护的技术使用者：西安鹰格电子科技有限公司
技术研发日：20230428
技术公布日：2024/3/4