专利名称：一种取水计量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水量计量仪器，尤其涉及一种孔流型取水计量仪器。
迄今为止，测量涵闸的流体测量都是用人工流速仪进行测量，用这种仪器测量只能测出瞬时的流速，累计流量要从瞬时流速乘以时间和过水面积才能算出，这样即费时、费人、费物。还未见有方便可靠而又能保证一定精度的测量涵闸的(孔流型)流量的装置。
我国是一个水资源短缺的国家，全球利用水资源和保护水资源已成为当前重大的任务，所以仪器仪表作为一种监测管理工具，能为水资源的管理提供准确可靠的数据，其重要性是不言而喻的。现在水量管理是粗略的计算流量，导致对水资源无法进行有效管理，特别现在对农业用水一块，更难精确地算出累计流量，给江河湖库的管理单位带来很多的不便，与地方及用水单位、农户的矛盾经常发生。
本实用新型的目的是提供一种方便可靠而又能保证一定精度的测量涵闸的(孔流型)流量的装置，从而提供一种比较精确的计算用水量的工具。
本实用新型的目的是这样实现的一种取水计量仪，其特征是包括距离测量仪、模数转换电路和微处理器等组成，距离测量仪的测量头安装在控制孔流的涵闸板近旁的框架上，而且距离测量仪的输出端连接数模转换电路，数模转换电路连接微处理器的输入，微处理器的输出端连接外设如数字显示装置。
取水计量仪(孔流型)它是利用电子测距仪(距离测量仪)测出闸门的启闭高度，并通过信号输入端送入微处理器进行处理。电子测距仪测出的数据是有一定精度的，达到1-2％以内，再加上微处理的处理，整个仪器的精度可以达到5％之内。所以在我国水资源的管理上特别在农业用水上、以及排污计量上，其精度完全可以满足我国水利系统计量管理的要求。
取水计量仪(孔流型)的安装很方便，很适合城乡管理单位使用。只要把测距仪安装在可视的闸门上或可视可变的丝杆旁通过连接线到微处理器即可。
我们知道一定流体的流动，遵循孔流计算公式，每取水点流体都有其对应的水位差，流速在理想的状态下，加以修正是为一定值的。
在上下游水位不等的情况下，流体通过涵洞口遵循孔流计算公式Q=μ3a′H]]>μ3=0.6～0.18l/h其中μ为流量系数，a｀为过水面积，H为水位差，h为闸门的开启高度。
闸门在开启到不同高度时，其涵洞口的截面积也随之变化，于是我们就利用测矩仪这一有效工具，测得涵洞口开启的高度，从而达到求得涵洞进口闸孔过水面积的目的。涵洞口的规格一般分为圆形和方形，其全开启时的形状(高度、宽度以及面积)也有一定值，我们利用测得的开启高度，将过水面积计算出来。当水流在不断流淌过程中，上下游的水位引起变化，其趋势是必然引起流量系数的随之变化，上下游水位差越大，流量系数就要大些；反之，流量系数则要小些。这就需要我们根据不同的情况，将流量系数根据实际在μ3的范围内(0.6～0.18内)进行修正。一般在现场进行修正，更能保证测量精度。
本实用新型具有以下特点1．取水计量仪(孔流型)只要在μ3修正准确，可以运行的精度在规定的范围内，这种精度完全可以满足水资源的管理的需要，特别在农业用水这一块更容易满足精度需要。
2．本实用新型的稳定性、重复性、可靠性好。以稳定性来说该仪器的主要动作控制部分是测距仪测量被测闸门的启闭位置，测距仪本身是有一定的精度和固定安装在一定位置上，所以其稳定性是能达到指标的；闸门的启闭是由罗纹丝杆控制的，闸门受丝杆的支配不可能上下滑动，所以闸门固定在一定的位置也是很稳定的。
3．本实用新型的硬件是集成化，微处理器软件的编程考虑到水利部门的使用，其结构简单、工作可靠。
4．本实用新型在安装上方便，只要在可视的动态物件垂直方向的上方安装测距仪，可以保证测距的精度。可视动态物件选用如闸门丝杆或闸门板等作为测距参考点。并将测距仪输出连接至微处理器主机、输入有关数据即可测量。经微处理器处理输出至显示屏上显示出闸门开启高度，年、月、日、时、分，秒、累计流量等参数。
5．本实用新型以电子测距仪为基础，又以集成电路为主板，所以性能价格比高。全国和水网省分的应用面很广，可望获得良好的社会效益和经济效益。
以下结合附图和通过实施例对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的结构框图图2为本实用新型的电路结构示意图图3为在闸门上安装的结构示意图江河湖库的围埂、库坝底部的过水涵洞，经过闸门的开启供下游的明暗渠过水通道供水，在农村通过明渠用于农业灌溉和部分的农民用水。图3中给出闸门的正视图及电子取水计量仪(孔流型)的安装位置，只要把测距仪(或测距仪的探头)1安装在闸门2的框架上，并可测量闸门的运动或丝杆3的移动位置，要求被测量的可视可动部件(闸门板或丝杆上一位置)与测距仪的离开距离为50公分以上。测距仪可以采用红外(光电)测距仪，亦可以采用微波、超声测距仪等，不同的测距仪可以得到不同的测量精度。上述要求可以保证测距仪对被测物件的准确性和精度。本实施例采用超声电子测距仪45型或60型。测距仪与微处理器装置的信号连接可直接以导线连接，亦可以红外或无线传输方式，只要在测距仪的输出和微处理器主机的输入端再接有匹配的发射接收器件和调制解调芯片。
图1、图2的线路图及其框图中，由测距仪的输出连至模数转换电路，再由微处理器对实测数据进行处理，可以通过串行口连接计算机或外设设备，也可以直接通过液晶显示器显示数据。微处理器还通过控制线控制测距仪的数据传输。当然，微处理器还有附设的存储器、时钟、键盘和提供其工作的工作电源。
如图2所示，亦以常规电路构成，微处理器U1选用8031，数模(A/D)转换电路U4为MC14433，存储器U5 U6从测距仪的信号输入端输入，经微处理器运算和处理后一方面给时间继电器到测距仪进行定时的信号并取得闸门启闭变化的数据，另一方面微处理器输出端至液晶显示器U9(LCD)和RS-232串行口，微处理器接有相应的外设--数字存储器，时钟U8，键盘，电源提供。模/数转换获得微处理器可以运算的数字信号，在经微处理器后，把所测孔闸板高度，累计流量等结果送到数据存储器存储，再送到显示器显示，通过232串行口经有线或无线将所测参数，发送到指挥信息中心，由水资源管理部门进行监测和现代化管理用。微处理器开始工作时发出信号使J1接通，测距仪开始检测，微处理器通过所设定程序自动运算给出水量数字。
工作电源为开关电源并经过三端稳压器后供测距仪或微处理器工作，此为常规电路，在图中没有给出。
权利要求1．一种取水计量仪，其特征是包括距离测量仪、模数转换电路和微处理器等组成，距离测量仪的测量头安装在控制孔流的涵闸上方，距离测量仪的输出端连接数模转换电路，数模转换电路连接微处理器的输入端，微处理器的输出端连接外设。
2．由权利要求1所述的取水计量仪，其特征是所述距离测量仪为超声电子测距仪。
3．由权利要求1、2所述的取水计量仪，其特征是测距仪与微处理器装置的以红外或无线传输方式连接。
专利摘要一种取水计量仪,包括距离测量仪、模数转换电路和微处理器等组成,距离测量仪的测量头安装在控制孔流的涵闸板近旁的框架上,而且距离测量仪的输出端连接数模转换电路,数模转换电路连接微处理器的输入,微处理器的输出端连接外设。
文档编号G01F1/56GK2329949SQ9822658
公开日1999年7月21日 申请日期1998年4月23日 优先权日1998年4月23日
发明者陈国强, 黄中法, 魏龙刚, 陈静 申请人:陈国强