旋桨式在线测流系统及流量计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种旋桨式在线测流系统及流量计算方法，该系统是由一个旋桨、一个测流控制器、一个太阳能板、一个水位计连接而成；测流控制器内有蓄电池、充电控制器和控制电路；太阳能版连接在测流控制器内的充电控制器上，水位计连接在测流控制器内控制电路的串口上，旋桨连接在测流控制器内控制电路的串口上，本发明专利技术可24小时不间断工作，实现水文测量的无人值守，系统能有效适用水面不宽、流速较低的情况，旋桨式测流能有效加密流速测量次数，所测数据精准，能反应河水流动真实情况。

Rotor-type on-line flow measurement system and flow calculation method

【技术实现步骤摘要】
旋桨式在线测流系统及流量计算方法
本专利技术应用于河道流量监测领域，是旋桨式在线测流系统及流量计算方法。
技术介绍
当前流量监测的系统有雷达波测速、adcp测速等方式，但旋桨式传统测速方法却是最可靠的，雷达波和adcp测速结果都需要与旋桨式测速结果进行比测和分析后，才能确定该方法的准确性。由此可见，设计出一种旋桨式在线测流系统，不断可以实现无人值守、适应低流速河道状况，同时可以有效提高测量精度。
技术实现思路
本专利技术可24小时不间断工作，实现水文测量的无人值守，系统能有效适用水面不宽、流速较低的情况，旋桨式测流能有效加密流速测量次数，所测数据精准，能反应河水流动真实情况。为实现上述目标，本专利技术提供的技术方案如下：1.如图1、图2、图3所示，1.旋桨式在线测流系统及流量计算方法是由一个旋桨、一个测流控制器、一个太阳能板、一个水位计连接而成；测流控制器内有蓄电池、充电控制器和控制电路；太阳能版连接在测流控制器内的充电控制器上，水位计连接在测流控制器内控制电路的串口上，旋桨连接在测流控制器内控制电路的串口上。实际使用中，河道旁边有合适的建筑物、水位井房，也可以将测流控制器安装的建筑物或者井房上。2.所述测流控制器安装在河边的立杆上，立杆的顶端安装太阳能板，立杆顶端有一个悬臂，该悬臂伸向河道中央，水位计安装在悬臂靠近河道中央位置。3.所述水位计的安装位置，要尽量临近河水中洪，水位计的雷达波速要垂直向下。实际使用中，也可以采用气泡水位计等其他类型的水位计，其安装方式也不一定是悬臂。4.所述旋桨的安装位置，要尽量临近河水中洪，该位置河水的流速对该河道断面而言要具有代表性。5.所述旋桨有支架和底座，固定在河底的河床上，要避免被河水冲走。6.所述旋桨与测流控制器内连接线，要采用防水电缆，该电缆从测流控制器连接到水下的旋桨上，该电缆内有数字信号线和电源线。7.要尽可能远离高大建筑和树木，以便太阳能板有充足的阳光照射。实际使用中，也可以直接采用市电进行供电。8.所述旋桨安装在河道中央的水面下，旋桨上有旋转盘和尾翼，旋桨顺河水流动方向安装，旋转盘迎河水方向，旋桨内置有旋转感应器，该旋转感应器的电源连接在测流控制电路上的电源模块上，旋转感应器的数据线连接在控制电路的串口上。9.测流控制电路上有CPU、DTU、供电单元，CPU上有多个串口，水位计、旋转感应器和DTU通过串口连接在CPU上，DTU的另一端通过无线网络连接在指挥中心。实际使用中，控制电路上，还有避雷相关模块。实际使用中，多采用具有3g、4g通信能力的DTU，设备可以通过互联网连接至指挥中心。实际使用中，DTU也可以是wifi通讯的。10.蓄电池一端连接在控制电路的供电模块上，一端通过充电控制器连接在太阳能板上。11.控制电路另有多个指示灯，指示灯直接连接在CPU的管脚上。。实际使用中，指示灯可以连接在CPU的p0、p1或其他端口的管脚上。12.本系统中流量的计算方法为：①系统要植入本系统安装位置对应的河道断面图；②系统依据水位计所测水位，并结合河道断面图，计算在当前水位下，河道的过水面积a；③依据近段时间，通常近1分钟内，旋桨所转圈数，计算出旋桨的转速；④本系统中旋桨所转圈数，并不是整数，而是至少精确到0.1圈的小数；⑤依据旋桨转速和河水流速的对应关系，计算出河水的流速v；⑥旋桨转速（v旋）和河水流速（v）的关系f，可以是一个公式，也可以是一条曲线，该关系是提前植入本系统的，也就是v=f（v旋）；⑦依据公式：流量q=流速v*过水面积a，即可计算出当前河水的流量。本专利技术的优点是：本专利技术可24小时不间断工作，实现水文测量的无人值守，系统能有效适用水面不宽、流速较低的情况，旋桨式测流能有效加密流速测量次数，所测数据精准，能反应河水流动真实情况。附图说明图1：系统安装俯视图。图2：系统安装侧视图。图3：测流控制电路图。具体实施方式本专利技术可24小时不间断工作，实现水文测量的无人值守，系统能有效适用水面不宽、流速较低的情况，旋桨式测流能有效加密流速测量次数，所测数据精准，能反应河水流动真实情况。为实现上述目标，本专利技术提供的技术方案如下：1.如图1、图2、图3所示，1.旋桨式在线测流系统及流量计算方法是由一个旋桨、一个测流控制器、一个太阳能板、一个水位计连接而成；测流控制器内有蓄电池、充电控制器和控制电路；太阳能版连接在测流控制器内的充电控制器上，水位计连接在测流控制器内控制电路的串口上，旋桨连接在测流控制器内控制电路的串口上。实际使用中，河道旁边有合适的建筑物、水位井房，也可以将测流控制器安装的建筑物或者井房上。具体实施时，旋桨要尽量避开水草，定期检查并清除异物缠绕。2.所述测流控制器安装在河边的立杆上，立杆的顶端安装太阳能板，立杆顶端有一个悬臂，该悬臂伸向河道中央，水位计安装在悬臂靠近河道中央位置。具体实施时，本系统的立杆上，还可以安装摄像头，以便远程观测看现场的画面。3.所述水位计的安装位置，要尽量临近河水中洪，水位计的雷达波速要垂直向下。实际使用中，也可以采用气泡水位计等其他类型的水位计，其安装方式也不一定是悬臂。具体实施时，只有采用雷达水位计时，才会安装悬臂。4.所述旋桨的安装位置，要尽量临近河水中洪，该位置河水的流速对该河道断面而言要具有代表性。5.所述旋桨有支架和底座，固定在河底的河床上，要避免被河水冲走。具体实施时，河床上要浇筑一个混泥土墩，旋桨支架固定在该混泥土墩上。6.所述旋桨与测流控制器内连接线，要采用防水电缆，该电缆从测流控制器连接到水下的旋桨上，该电缆内有数字信号线和电源线。实际使用中，该电缆埋沿河床埋设，水下部分一直埋设在泥沙里。7.要尽可能远离高大建筑和树木，以便太阳能板有充足的阳光照射。实际使用中，也可以直接采用市电进行供电。8.所述旋桨安装在河道中央的水面下，旋桨上有旋转盘和尾翼，旋桨顺河水流动方向安装，旋转盘迎河水方向，旋桨内置有旋转感应器，该旋转感应器的电源连接在测流控制电路上的电源模块上，旋转感应器的数据线连接在控制电路的串口上。9.测流控制电路上有CPU、DTU、供电单元，CPU上有多个串口，水位计、旋转感应器和DTU通过串口连接在CPU上，DTU的另一端通过无线网络连接在指挥中心。实际使用中，控制电路上，还有避雷相关模块。实际使用中，多采用具有3g、4g通信能力的DTU，设备可以通过互联网连接至指挥中心。实际使用中，DTU也可以是wifi通讯的。10.蓄电池一端连接在控制电路的供电模块上，一端通过充电控制器连接在太阳能板上。11.控制电路另有多个指示灯，指示灯直接连接在CPU的管脚上。。实际使用中，指示灯可以连接在CPU的p0、p1或其他端口的管脚上。12.本系统中流量的计算方法为：①系统要植入本系统安装位置对应的河道断面图；②系统依据水位计所测水位，并结合河道断面图，计算在当前水位下，河道的过水面积a；③依据近段时间，通常近1分钟内，旋桨所转圈数，计算出旋桨的转速；④本系统中旋桨所转圈数，并不是整数，而是至少精确到0.1圈的小数；⑤依据旋桨转速和河水流速的对应关系，计算出河水的流速v；⑥旋桨转速（v旋）和河水流速（v）的关系f，可以是一个公式，也可以是一条曲线，该关系是提前植入本系统的，也就是v=f（v旋）；⑦依据公式：流量q本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.旋桨式在线测流系统及流量计算方法是由一个旋桨、一个测流控制器、一个太阳能板、一个水位计连接而成；测流控制器内有蓄电池、充电控制器和控制电路；太阳能版连接在测流控制器内的充电控制器上，水位计连接在测流控制器内控制电路的串口上，旋桨连接在测流控制器内控制电路的串口上。

【技术特征摘要】
1.旋桨式在线测流系统及流量计算方法是由一个旋桨、一个测流控制器、一个太阳能板、一个水位计连接而成；测流控制器内有蓄电池、充电控制器和控制电路；太阳能版连接在测流控制器内的充电控制器上，水位计连接在测流控制器内控制电路的串口上，旋桨连接在测流控制器内控制电路的串口上。2.如权利要求1所述的旋桨式在线测流系统及流量计算方法，所述测流控制器安装在河边的立杆上，立杆的顶端安装太阳能板，立杆顶端有一个悬臂，该悬臂伸向河道中央，水位计安装在悬臂靠近河道中央位置。3.如权利要求1所述的旋桨式在线测流系统及流量计算方法，所述水位计的安装位置，要尽量临近河水中洪，水位计的雷达波速要垂直向下。4.如权利要求1所述的旋桨式在线测流系统及流量计算方法，所述旋桨的安装位置，要尽量临近河水中洪，该位置河水的流速对该河道断面而言要具有代表性。5.如权利要求1所述的旋桨式在线测流系统及流量计算方法，所述旋桨有支架和底座，固定在河底的河床上，要避免被河水冲走。6.如权利要求1所述的旋桨式在线测流系统及流量计算方法，所述旋桨与测流控制器内连接线，要采用防水电缆，该电缆从测流控制器连接到水下的旋桨上，该电缆内有数字信号线和电源线。7.如权利要求1所述的旋桨式在线测流系统及流量计算方法，所述立杆的安装位置，要尽可能远离高大建筑和树木，以便太阳能板有充足的阳光照射。8.如权利要求1所述的旋桨式在线测流系统及流量计算方法，所述旋桨安装在河道中央的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：天津福来铭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11