接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统及其检测方法技术方案

发明专利技术涉及一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统及其检测方法，包括液位测量组件、流速测量组件及自动控制组件；液位测量组件包括浮球、动滑轮组、水位编码器；浮球通过动滑轮组与水位编码器相连接进行液位测量；流速测量组件包括浮球杆、连杆、压力传感器；浮球杆与连杆相连接，压力传感器设置于连杆上；自动控制组件包括中央处理器、模拟数字转换器、信号放大器；压力传感器与模拟数字转换器相连接用于对压力传感器检测的压力信号进行转换得到电信号；电信号经信号放大器发送至中央处理器进行处理得到水流表面流速。其具有结构设计合理、操作使用方便、维护成本低、使用寿命长、自动化智能化程度高、能够大大提高监测值的精准度等优点。

【技术实现步骤摘要】
接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统及其检测方法
本专利技术涉及污水排水管渠在线监测
，尤其涉及一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统及其检测方法。
技术介绍
排水管渠的流量、流速测量方式在不断地革新，从传统的人工监测逐步向自动化检测、记录、转换等等新型的监测方式发展。对于流量而言，常用的流量流速的监测手段主要借助于流量在线监测系统进行检测，但是对于明渠及管道内存在较多污水情况时，采用流量在线监测系统往往会存在管渠内的渣质易对监测的结果造成较大误差，除此之外，还会降低使用寿命。因此，如何设计出一种结构相对简单、使用方便、监测精度高、使用寿命长的在线流量流速装置具有重要的研究意义和现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术中在流量在线监测系统存在的上述不足，提供一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统及其检测方法，其具有结构设计合理、操作使用方便、维护成本低、使用寿命长、自动化智能化程度高、能够大大提高监测值的精准度等优点。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案实现：一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统，该在线检测系统包括液位测量组件、流速测量组件及自动控制组件；其中，所述液位测量组件包括浮球、动滑轮组、水位编码器；所述浮球设置于排水管渠的水面上，所述浮球通过动滑轮组与水位编码器相连接进行液位测量；所述流速测量组件包括与浮球相连接的浮球杆、连杆，压力传感器；所述浮球杆与所述连杆相连接，所述压力传感器设置于所述连杆上用于检测浮球杆向连杆传递的压力；所述自动控制组件包括中央处理器、模拟数字转换器、信号放大器；所述模拟数字转换器、信号放大器均与中央处理器相连接；所述压力传感器与模拟数字转换器相连接用于对压力传感器检测的压力信号进行转换得到电信号；所述电信号经信号放大器发送至所述中央处理器进行处理得到水流表面流速。作为上述方案的进一步优化，所述动滑轮组包括动滑轮、轮绳，所述动滑轮设置于浮球杆顶端的支架上，所述轮绳的一端绕过动滑轮与浮球杆相连接，另一端与水位编码器相连接进行水位测量。作为上述方案的进一步优化，所述自动控制组件还包括与中央处理器相连接的显示屏，所述显示屏为液晶显示屏用于显示监测的液位、流速及流量。作为上述方案的进一步优化，所述自动控制组件还包括与中央处理器相连接的无线通信模块，所述无线通信模块包括无线网络及无线收发器，所述中央处理器通过无线网络与无线收发器相连接，所述无线收发器通过无线网络还与远程监控中心或者智能移动终端相连接；所述无线网络包括2G、3G、4G或者wifi网络；所述智能移动终端包括智能手机、IPAD、或者笔记本电脑。作为上述方案的进一步优化，所述浮球为磁浮球传感器，所述磁浮球传感器包括磁浮球、导管、传感器，所述磁浮球与导管相连接，磁浮球随液位变化沿导管上下浮动时，磁浮球内的磁钢吸附传感器内相应位置上的干簧管是传感器的电压发生变化产生电信号，该电信号经水位编码器转换为液位高度；所述中央处理器为可编程PLC控制器。作为上述方案的进一步优化，所述在线监测装置还包括设置浮球上游方向的过滤网组件；所述过滤网组件的形状与排水管渠的宽度相配合；所述过滤网组件包括过滤网、过滤网自清洁组件；所述过滤网自清洁组件设置于过滤网上用于定期清理过滤网网孔；所述过滤网自清洁组件包括设置在过滤网两侧的电动滚动毛刷；所述电动滚动毛刷与电源组件通过电线连接；所述过滤网为卷筒式过滤网。作为上述方案的进一步优化，所述卷筒式过滤网通过安装法兰固定在排水管渠的管壁上；所述电源组件为交流电源或者太阳能电池。本专利技术上述接触式排水管渠水位流速流量在线监测装置的检测方法包括如下步骤：1)将在线监测装置放置于排水管渠的待安装位置处，浮球浮在水面，动滑轮设置于浮球杆顶端的支架上，轮绳的一端绕过动滑轮与浮球杆相连接，另一端与水位编码器相连接进行水位的测量；2)浮球杆与连杆接触，并向压力传感器传递压力，压力传感器将所受压力转变为电信号传递出去，通过信号放大器、模拟数值转换器、中央处理器进行处理，得出表面流速；3)通过与中央处理器相连接的显示屏幕显示出液位、流速值；4)通过公式Q＝π*(D/2)2*v得出管道实时流量数据，其中Q为实时流量，m3/h；D为管径，v为实时流速。采用本专利技术的一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统及其检测方法具有如下有益效果：(1)结构设计较为合理，通过利用浮球能够同时对液位、流速和流量进行监测，整体结构设计紧凑且简单，比起现有技术中的在线监测设备而言，简化了在线监测的结构。(2)利用无线通信模块能够实时与远程监控中心或者智能移动终端进行通信交流，方便作业人员对液位、流速和流量监测的结果进行获取，提高了自动化程度，符合当前智能时代的需求。(3)本专利技术采用在浮球上游方向设置的过滤网组件，过滤网组件可根据实际监测的需要进行合理的使用，如需要监测液位、流速、流量信号时，作业人员可直接将卷筒式过滤网直接拉出并固定于管渠的另一侧管壁上，能够及时对上游方向的污水进行预过滤，可有效避免较大渣质对监测装置的干扰以及提高了监测装置的使用寿命。现有技术中并未有此结构设计，该专利技术的设计有效解决了监测装置精度不高及使用寿命低的问题。(4)利用太阳能电池对过滤网自清洁组件进行供电，可有效降低能源损耗，符合节能减排的需求。附图说明附图1为本专利技术一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统的结构示意简图。附图2为本专利技术一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统中浮球杆、连杆及中央处理器的连接关系图。图中，1为浮球，2为动滑轮组，3为水位编码器，4为浮球杆，5为连杆，6为压力传感器，7为中央处理器。具体实施方式下面结合附图1-2对本专利技术一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统及其检测方法作以详细说明。一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统，该在线检测系统包括液位测量组件、流速测量组件及自动控制组件；其中，所述液位测量组件包括浮球、动滑轮组、水位编码器；所述浮球设置于排水管渠的水面上，所述浮球通过动滑轮组与水位编码器相连接进行液位测量；所述流速测量组件包括与浮球相连接的浮球杆、连杆，压力传感器；所述浮球杆与所述连杆相连接，所述压力传感器设置于所述连杆上用于检测浮球杆向连杆传递的压力；所述自动控制组件包括中央处理器、模拟数字转换器、信号放大器；所述模拟数字转换器、信号放大器均与中央处理器相连接；所述压力传感器与模拟数字转换器相连接用于对压力传感器检测的压力信号进行转换得到电信号；所述电信号经信号放大器发送至所述中央处理器进行处理得到水流表面流速。所述动滑轮组包括动滑轮、轮绳，所述动滑轮设置于浮球杆顶端的支架上，所述轮绳的一端绕过动滑轮与浮球杆相连接，另一端与水位编码器相连接进行水位测量。所述自动控制组件还包括与中央处理器相连接的显示屏，所述显示屏为液晶显示屏用于显示监测的液位、流速及流量。所述自动控制组件还包括与中央处理器相连接的无线通信模块，所述无线通信模块包括无线网络及无线收发器，所述中央处理器通过无线网络与无线收发器相连接，所述无线收发器通过无线网络还与远程监控中心或者智能移动终端相连接；所述无线网络包括2G、3G、4G或者wifi网络；所述智能移动终端包括智能手机、IPAD、或者笔记本电脑。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统，其特征在于：该在线检测系统包括液位测量组件、流速测量组件及自动控制组件；其中，所述液位测量组件包括浮球、动滑轮组、水位编码器；所述浮球设置于排水管渠的水面上，所述浮球通过动滑轮组与水位编码器相连接进行液位测量；所述流速测量组件包括与浮球相连接的浮球杆、连杆，压力传感器；所述浮球杆与所述连杆相连接，所述压力传感器设置于所述连杆上用于检测浮球杆向连杆传递的压力；所述自动控制组件包括中央处理器、模拟数字转换器、信号放大器；所述模拟数字转换器、信号放大器均与中央处理器相连接；所述压力传感器与模拟数字转换器相连接用于对压力传感器检测的压力信号进行转换得到电信号；所述电信号经信号放大器发送至所述中央处理器进行处理得到水流表面流速。

【技术特征摘要】
1.一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统，其特征在于：该在线检测系统包括液位测量组件、流速测量组件及自动控制组件；其中，所述液位测量组件包括浮球、动滑轮组、水位编码器；所述浮球设置于排水管渠的水面上，所述浮球通过动滑轮组与水位编码器相连接进行液位测量；所述流速测量组件包括与浮球相连接的浮球杆、连杆，压力传感器；所述浮球杆与所述连杆相连接，所述压力传感器设置于所述连杆上用于检测浮球杆向连杆传递的压力；所述自动控制组件包括中央处理器、模拟数字转换器、信号放大器；所述模拟数字转换器、信号放大器均与中央处理器相连接；所述压力传感器与模拟数字转换器相连接用于对压力传感器检测的压力信号进行转换得到电信号；所述电信号经信号放大器发送至所述中央处理器进行处理得到水流表面流速。2.根据权利要求1所述的一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统，其特征在于：所述动滑轮组包括动滑轮、轮绳，所述动滑轮设置于浮球杆顶端的支架上，所述轮绳的一端绕过动滑轮与浮球杆相连接，另一端与水位编码器相连接进行水位测量。3.根据权利要求1所述的一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统，其特征在于：所述自动控制组件还包括与中央处理器相连接的显示屏，所述显示屏为液晶显示屏用于显示监测的液位、流速及流量。4.根据权利要求1所述的一种接触式排水管渠水位流速流量在线检测系统，其特征在于：所述自动控制组件还包括与中央处理器相连接的无线通信模块，所述无线通信模块包括无线网络及无线收发器，所述中央处理器通过无线网络与无线收发器相连接，所述无线收发器通过无线网络还与远程监控中心或者智能移动终端相连接；所述无线网络包括2G、3G、4G或者wifi网络；所述智能移动终端包括智能手机、IPAD、或者笔记本电脑。5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李思辰，景鹏飞，郑江，王增义，杨超，赵东方，闫睿，徐克举，关萍，白宇，黎艳，李烨，刘垚，于丽昕，周开锋，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11