地下流体汲取量测系统技术方案

一种地下流体汲取量测系统包括：汲取装置、电表单元及控制单元。汲取装置于工作状态时，在汲取区汲取地下流体；电表单元量测汲取装置于工作状态时的总耗电量；控制单元转换汲取装置于工作状态时的总耗电量为总汲取量。

【技术实现步骤摘要】
地下流体汲取量测系统
本技术涉及一种地下流体汲取量测系统，尤其涉及无须安装流量计的一种地下流体汲取量测系统；本技术可应用于智能城市下的水资源广域布建。
技术介绍
地表之下，蕴藏着丰富的地下资源，其中又以地下流体为重要的民生资源。地下流体的汲取方式，通常是以凿井的方式，向地下开挖至汲取区。然后，再以电动泵将流体汲取出来利用。现有的地下流体汲取量的获取方式的其中之一，是在汲取区安装电动泵，且在电动泵的管路后端安装流量计，以通过流量计获取地下流体的汲取量。而现有通过流量计量测地下流体汲取量的测量方法有下述缺点：(a)由于电动泵在工作状态时会震动，使得流量计的汲取量会受到电动泵的震动，而造成汲取量的获取不稳定与不精确。(b)由于流量计价格昂贵，因此不适合地区性的大量布建。(c)由于汲取区的地下流体会受到流体丰枯期的液位变化，使得流量计的上游压力与下游压力差变化，造成流量计所获取的汲取量偏差。另一种的地下流体汲取量的获取方式是安装震动感测器来量测电动泵的震动与否，作为电动泵处于工作状态的起/停时间约略估算，以利用物理换算的获取方式，相对等效地获取地下流体的汲取量。然而，此估算方法有下述缺点：(a)在安装震动感测器之后会因为电动泵耗损，而使得震动感测器所量测到的震动信号有多频率噪声，造成电动泵处于工作状态的时间估算有误差。(b)由于震动感测器若安装在汲取区时，所量测的信号会受到液体的波动而造成震动频率的偏移，因此若震动感测器应用在沉水式电动泵时，会无法估算电动泵处于工作状态的时间。(c)利用电动泵震动来估算汲取量的方法因为量测偏差大，因此需要一个比对汲取区来作快速傅立叶转换(FastFourierTransform；FFT)，而无法单独一个汲取区即做到汲取量的测量。(d)每一个汲取流体的测量点，当地的震动噪声背景不同，与电动泵的距离远近、扬程能力，都会影响结果正确性的判读。因此，本技术设计出一种地下流体汲取量测系统及获取地下流体汲取量的方法，利用电动泵的耗用电能，精确的电能起停阶段分析，换算出精确的地下流体汲取量。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种地下流体汲取量测系统，以克服现有技术的问题。为达上述目的，本技术提供一种地下流体汲取量测系统，其包括：一汲取装置，于一工作状态时，在一汲取区汲取地下流体，其中该工作状态包括一启动时段、一运转时段及一停转时段；一电表单元，耦接该汲取装置，且该电表单元量测该汲取装置于该启动时段的一启动耗电量、于该运转时段的一运转耗电量及于该停转时段的一停转耗电量；及一控制单元，耦接该电表单元，且该控制单元转换该启动耗电量为一启动汲取量、该运转耗电量为一运转汲取量及该停转耗电量为一停转汲取量；其中，该控制单元加总该启动汲取量、该运转汲取量及该停转汲取量为一总汲取量，该总汲取量对应该汲取装置于该工作状态时，地下流体的汲取量。于一实施例中，其中控制单元包括：电量-流量转换单元，耦接电表单元。其中，电量-流量转换单元将启动耗电量转换为启动汲取量，将运转耗电量转换为运转汲取量，以及将停转耗电量转换为停转汲取量。于一实施例中，其中控制单元更包括：启动校正单元，耦接电量-流量转换单元。其中，启动校正单元校正电量-流量转换单元，使电量-流量转换单元通过启动校正单元校正启动汲取量。于一实施例中，其中控制单元更包括：磨耗校正单元，耦接电量-流量转换单元。其中，磨耗校正单元校正电量-流量转换单元，使电量-流量转换单元校正总汲取量。于一实施例中，更包括：液位检测单元，耦接控制单元，且检测汲取区的液位。其中，控制单元根据液位，经由液位校正单元校正电量-流量转换单元，使电量-流量转换单元校正加总单元，以补偿总汲取量。于一实施例中，其中液位检测单元可为机械式液位计或电子式液位计。于一实施例中，其中电表单元，可通过无线传输提供启动耗电量、运转耗电量及停转耗电量至控制单元。于一实施例中，其中无线传输可为ZigBee传输、SIGFOX传输、LORA传输、4G传输、4GNB-IOT传输或5G传输。于一实施例中，其中汲取装置为沉水式电动泵或地面式电动泵。于一实施例中，其中电表单元为单相式电力瓦时表或三相式电力瓦时表。以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述，但不作为对本技术的限定。附图说明图1为本技术地下流体汲取量测系统的方框示意图；图2A为本技术汲取装置于启动时段、运转时段及停转时段的耗电量示意图；图2B为本技术汲取装置于工作状态时的瓦时曲线图；图2C为本技术汲取装置于工作状态时的地下流体汲取量曲线图；图3为本技术控制单元的方框示意图；及图4为本技术获取地下流体汲取量的方法的流程图。其中，附图标记100…地下流体汲取量测系统10…汲取装置20…电表单元30…控制单元32…电量-流量转换单元34…加总单元36…启动校正单元38…磨耗校正单元40…液位检测单元42…液位校正单元200…井口300…汲取区Cp…耗电量Sp…耗电信号Sl…液位信号Sc…补偿信号A…启动时段B…运转时段C…停转时段A-1…启动耗电量B-1…运转耗电量C-1…停转耗电量A-2…启动汲取量B-2…运转汲取量C-2…停转汲取量(S100)～(S160)…步骤具体实施方式兹有关本技术的
技术实现思路
及详细说明，配合附图说明如下：请参阅图1为本技术地下流体汲取量测系统的方框示意图。地下流体汲取量测系统100包括汲取装置10、电表单元20、控制单元30及液位检测单元40，汲取装置10耦接电表单元20，且在井口200的汲取区300汲取地下流体。电表单元20耦接控制单元30，且量测汲取装置10的耗电量Cp，以提供相对应耗电量Cp信息(例如耗电量Cp的大小)的耗电信号Sp至控制单元30。控制单元30接收耗电信号Sp，且将耗电信号Sp转换为地下流体汲取量，以通过汲取装置10电量的消耗等效地得知地下流体的汲取量。液位检测单元40耦接控制单元30，且检测汲取区300的液位，以提供一液位信号Sl至控制单元30。有关液位检测单元40的动作方式，于后文将有进一步的描述。地下流体汲取量测系统100可应用在单相电力领域，或三相电力领域。当地下流体汲取量测系统100应用在单相电力领域时，电表单元20为单相式电力瓦时表。当地下流体汲取量测系统100应用在三相电力领域时，电表单元20为三相式电力瓦时表。电表单元20可通过有线或无线传输的方式，将耗电信号Sp传输至控制单元30。无线传输的方式例如，但不限于为ZigBee传输、SIGFOX传输、LORA传输、4G传输、4GNB-IOT传输或5G传输。汲取装置10为沉水式电动泵或为地面式电动泵，且可为单相或三相的电动泵(Pump)。电动泵由转动产生动力，且以动力汲取地下流体。由电动泵的效率计算方式：η＝Pw/Pg(公式1)可得知，电动泵于工作状态时，扣除摩擦损失、热损失，即可得到电动泵的输出能力(即为电动泵的效率)。其中，Pw为水动力、Pg为轴动力(轴动力＝水动力+摩擦损耗+热损耗)。当电动泵于工作状态时，电动泵汲取地下流体，使电动泵管内液体与叶轮间产生摩擦损失。摩擦损失随着电动泵的使用时间，以及机械结构所产生的间隙而有所不同。而电动泵所作之功(即为水动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下流体汲取量测系统，其特征在于，包括：一汲取装置，于一工作状态时，在一汲取区汲取地下流体，其中该工作状态包括一启动时段、一运转时段及一停转时段；一电表单元，耦接该汲取装置，且该电表单元量测该汲取装置于该启动时段的一启动耗电量、于该运转时段的一运转耗电量及于该停转时段的一停转耗电量；及一控制单元，耦接该电表单元，且该控制单元转换该启动耗电量为一启动汲取量、该运转耗电量为一运转汲取量及该停转耗电量为一停转汲取量；其中，该控制单元加总该启动汲取量、该运转汲取量及该停转汲取量为一总汲取量，该总汲取量对应该汲取装置于该工作状态时，地下流体的汲取量。

【技术特征摘要】
1.一种地下流体汲取量测系统，其特征在于，包括：一汲取装置，于一工作状态时，在一汲取区汲取地下流体，其中该工作状态包括一启动时段、一运转时段及一停转时段；一电表单元，耦接该汲取装置，且该电表单元量测该汲取装置于该启动时段的一启动耗电量、于该运转时段的一运转耗电量及于该停转时段的一停转耗电量；及一控制单元，耦接该电表单元，且该控制单元转换该启动耗电量为一启动汲取量、该运转耗电量为一运转汲取量及该停转耗电量为一停转汲取量；其中，该控制单元加总该启动汲取量、该运转汲取量及该停转汲取量为一总汲取量，该总汲取量对应该汲取装置于该工作状态时，地下流体的汲取量。2.根据权利要求1所述地下流体汲取量测系统，其特征在于，该控制单元包括：一电量-流量转换单元，耦接该电表单元；其中，该电量-流量转换单元将该启动耗电量转换为该启动汲取量，将该运转耗电量转换为该运转汲取量，以及将该停转耗电量转换为该停转汲取量。3.根据权利要求2所述地下流体汲取量测系统，其特征在于，该控制单元更包括：一启动校正单元，耦接该电量-流量转换单元；其中，该启动校正单元校正该电量-流量转换单元，使该电量-流量转换单元通过该启动校正单元校正该启动汲取量。4.根据权利要求2所述地下流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仁舜，徐明靖，郑兆凯，
申请(专利权)人：上海凡宜科技电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31