一種易沉淀水質(zhì)明渠流量測量儀及其測量方法
【專利說明】-種易沉淀水質(zhì)明渠流量測量儀及其測量方法 -、技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于渺泥流量測量技術領域，具體設及一種易沉淀水質(zhì)明渠流量測量儀及 其測量方法。 二、【背景技術】
[0002] 凡河、渠、人工隧道中具有自由表面的水流運動，均稱為明渠水流。明渠流量儀應 用場所有城市供水引水渠、火電廠冷卻水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工礦企業(yè) 廢水排放W及水利工程和農(nóng)業(yè)灌概用渠道。目前，國內(nèi)在流量計算和測量方法的應用方面 在整體上處于萌芽階段，取得了一定的成績，但與國外相比還有很大的差距。
[0003] 常用的明渠流量儀表按測量原理大體可分為堪法、測流槽法、流速-水位計算法 和電磁流量計法。明渠作為煤礦常用的排水設施，由于其特定的使用環(huán)境，難免在渠水中混 雜著煤渣、泥±等顆粒物W及少量的垃圾。當該些煤渣、泥上慢慢沉積在明渠中時，會慢慢 抬高水位，之前安裝的明渠流量測量儀在測量流量時需要用到堪板到水平面的距離，由于 雜質(zhì)的沉淀，該樣傳感器測得的堪板到水平面的距離就不準確，由此算得的流量自然就不 準確，同樣的在槽式流量計測量中，如果在喉管上游側(cè)沉積有雜質(zhì)，那么測得的相對于喉管 底的上游側(cè)的水位h就會偏高，該樣測得的流量顯然不準確。因此無論W上哪種測量方法 都存在同樣的問題；渺泥沉淀厚度對流量測量準確度有影響。
[0004] 流速儀從其工作方式上又可W分為轉(zhuǎn)子式流速儀和非轉(zhuǎn)子式流速儀。轉(zhuǎn)子式流 速儀簡單、實用，但無自動化系統(tǒng)接口；非轉(zhuǎn)子式流速儀主要有時差法超聲波流速儀、電波 流速儀和超聲波多普勒流速儀等；時差法超聲波流速儀雖能夠與自動監(jiān)測系統(tǒng)接口連接， 但安裝困難，泥沙對測試距離有影響；走航式多普勒剖面流速測量系統(tǒng)不適合長時間監(jiān)測， 也存在泥沙影響測試距離的問題；水平式多普勒剖面流速測量系統(tǒng)可接入監(jiān)測系統(tǒng)長期監(jiān) 巧。，但依舊存在泥沙影響測試距離的問題。
[0005] 為解決上述問題，研制一種解決渺泥沉淀厚度影響測量精度的明渠流量測量儀是 十分必要的。 H、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為了解決上述【背景技術】中的不足之處，提供一種易沉淀水質(zhì)明渠流量測量 儀及其測量方法。其能實時的、在線的、準確的測量明渠流量而不受渺泥沉淀厚度的影響， 解決了明渠流量測量不準確該一難題。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：一種易沉淀水質(zhì)明渠流量測量儀，其 特征在于：包括光電式渺泥厚度測量部件、液體沖力流速測量部件、手持終端和數(shù)據(jù)處理主 板，所述的光電式渺泥厚度測量部件與液體沖力流速測量部件通過螺桿連接為一個整體； 所述的光電式渺泥厚度測量部件通過發(fā)射板通信線連接到主板外殼的信號輸出端口上，通 過接收板通信線連接到主板外殼的信號接收端口上，所述的液體沖力流速測量部件通過測 力信號線連接到主板外殼的測力信號端口，所述的手持終端通過RS485數(shù)據(jù)通信線連接到 主板外殼的RS485通信端口上，所述的數(shù)據(jù)處理主板分別與信號輸出端口、信號接收端口、 測力信號端口和RS485通信端口連接。
[000引所述的光電式渺泥厚度測量部件包括相互平行的外殼底板和外殼頂板一，所述的 外殼底板和外殼頂板一之間設置有與其垂直的發(fā)射板外殼和接收板外殼，所述的發(fā)射板外 殼上嵌設有發(fā)射板，所述的接收板外殼上嵌設有接收板；
[0009] 所述的發(fā)射板上等距分布有若干個發(fā)光二極管，所述的發(fā)射板通過防水膠密封在 發(fā)射板外殼上；
[0010] 所述的接收板上等距分布有若干個光敏=極管，所述的接收板通過防水膠密封在 接收板外殼上；
[0011] 所述的發(fā)光二極管與光敏=極管的燈頭一一對應；
[0012] 所述的發(fā)射板外殼和接收板外殼上分別設置有發(fā)射板通信端口和接收板通信端 P。
[0013] 所述的液體沖力流速測量部件包括外殼頂板二，所述的外殼頂板二上通過傳感器 固定螺栓連接有稱重傳感器，所述的外殼頂板二的一端通過轉(zhuǎn)軸連接有受力桿。
[0014] 所述的外殼頂板二上還通過螺栓固定有主板外殼，所述的主板外殼內(nèi)部固定有數(shù) 據(jù)處理主板。
[0015] 所述的稱重傳感器通過測力信號線連接到測力信號端口上。
[0016] 所述的手持終端通過RS485數(shù)據(jù)通信線與數(shù)據(jù)處理主板連接，用于進行參數(shù)設 置。
[0017] 所述的光電式渺泥厚度測量部件與數(shù)據(jù)處理主板結(jié)合用于測量水位、泥位位置； 所述的液體沖力流速測量部件與數(shù)據(jù)處理主板結(jié)合用于測量水流的流速；所述的手持終端 用于設置參數(shù)。
[001引所述的一種易沉淀水質(zhì)明渠流量測量儀的測量方法，其特征在于所述方法步驟 為：
[0019] (1)選擇安裝儀器的位置；選擇渠道規(guī)則、渠底平整、安裝位置的前后水速較平穩(wěn) 的地方；
[0020] (2)記錄安裝參數(shù)：調(diào)節(jié)受力桿的底部距離外殼底板3?5畑1，記錄下該距離作為 受力桿高度；測量渠寬、轉(zhuǎn)軸到稱重傳感器受力點的距離ll，轉(zhuǎn)軸到受力桿底部的距離12， 受力桿的寬度為1寬；
[0021] (3)儀器裝入明渠：將測量裝置整體放入選擇的安裝位置，外殼底板與渠低緊密 接觸，水流在外殼底板之上流過，沿著水流方向，先經(jīng)過液體沖力流速測量部件，再經(jīng)過光 電式渺泥厚度測量部件；
[0022] (4)確定校準流速；使用標準表法分別測量底部、中間、表面與受力桿在同一過水 斷面處的水速，得出一個相對穩(wěn)定的平均值作為校準流速；
[0023] (5)使用手持終端設置參數(shù)；將記錄的參數(shù)、校準流速設置進數(shù)據(jù)處理主板中，返 回到手持終端的當前監(jiān)測界面觀察顯示數(shù)據(jù)，包括水位、泥位、溫度、流量、流速、沖力；
[0024] 做數(shù)據(jù)運算。
[0025] 根據(jù)采集到的參數(shù)W及用戶設置的參數(shù)，數(shù)據(jù)處理主板進行運算處理，得到最終 的水位、泥位、溫度、流量、流速、沖力。
[0026] 首先，數(shù)據(jù)處理主板先計算得到水位、泥位、溫度。根據(jù)溫度采集電路采集到的信 號，數(shù)據(jù)處理主板可W直接運算得到溫度。根據(jù)光電式渺泥厚度測量部件的采樣值及用戶 設置的基座值，得出水位、泥位的高低；
[0027] 其次，根據(jù)用戶設置的受力桿高度得出實際的受力桿入水深度h (水位-受力桿高 度）；
[002引第=，計算初始力F。。數(shù)據(jù)處理主板根據(jù)液體沖力流速測量部件采集到的稱重 傳感器受到的壓力Fe，W及l(fā)i、12、ls^、h、校準流速，計算出初始力F。。綜合計算公式為：
【主權(quán)項】
1. 一種易沉淀水質(zhì)明渠流量