一种液位时差测量明渠流速的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液位时差测量明渠流速的装置及方法，包括液位计A、液位计B、液位触发处理器、流速输出模块、时钟及存储器，所述液位触发处理器的输入接口与所述液位计A、液位计B、时钟通信连接，所述液位触发处理器的输出接口与所述流速输出模块通信连接，所述存储器与所述液位触发处理器双向通信连接。本发明专利技术通过测量上游液位变化值与下游液位变化值相同时所用的时间差配合上下游液位计安装的间距，可计算出液位计安装区间水流的平均流速，有效提升了测量的精准度，同时此装置操作简单，安装方便，受外界因素影响较小，对于装置安装的现场环境要求不高。

【技术实现步骤摘要】
一种液位时差测量明渠流速的装置及方法
本专利技术涉及流速测量
，具体是一种液位时差测量明渠流速的装置及方法。
技术介绍
明渠水流，底面和侧面为固壁而上表面与大气接触的水流，例如河道、渠道以及横断面未充满的管道中的水流等，因为自由表面上的大气压强以相对压强计为零，所以又称为无压流。明渠中的水流是在地心引力的直接作用下形成的，明渠流动主要受粘性力、水力梯度、重力和河道边界条件的影响，为对于防止水灾、兴建水利有着重要的作用。目前，明渠流速测量设备比较常用的有如下几种：一、雷达流速仪，此装置是用于测量明渠水流的表面流速，由于其会受大风以及暴雨等自然因素的影响，导致测量的精准度较差，且将表面流速转换为断面平均流速，一直以来是行业难题，至今没有较好的解决办法；二、多普勒原理测速，缺点就是如果在量程范围内出现杂物，例如：大石头、大型垃圾和被风刮断的树枝等，就会对测量结果出现影响，导致出现测量不准的情况，同时在超出流速测量范围以及流速较大或者落差较大时，测出的流速误差很大，总的来说，该测量装置对于现场环境以及安装地点选择的要求很高，因此需要开发一种操作简单，便于安装，测量精准，受外界影响较小的明渠流速测量装置。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术所要达到的技术效果是提供一种通过上下游主副液位计在达到相同液位时的时间差来计算明渠流速的测量装置及方法。为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种液位时差测量明渠流速的装置，包括液位计A、液位计B、液位触发处理器、流速输出模块、时钟及存储器，所述液位触发处理器的输入接口与所述液位计A、液位计B、时钟通信连接，所述液位触发处理器的输出接口与所述流速输出模块通信连接，所述存储器与所述液位触发处理器双向通信连接。进一步，所述液位计A用于监测和采集明渠上游液位变化数据，所述液位计B用于监测和采集明渠下游液位变化数据；所述液位触发处理器作为装置的运算和控制核心，采集所述液位计A液位变化值和对应时间时间段，同时采集所述液位计B达到相同液位变化值对应时间段，并通过时间差计算流速值；所述流速输出模块是将生成的流速值转换成数字信号输出的装置；所述时钟是记录时间点获取时间讯号的装置；所述存储器是数据信息的记忆部件。本专利技术所述的一种液位时差测量明渠流速的方法，主要包括如下步骤：步骤一：将液位计A安装在水渠上游的某处，将液位计B与液位计A间隔M米安装在水渠下游；步骤二：开机，通过液位计A记录上游液位值，同时通过时钟记录时间点，在上游液位发生变化且液位稳定后通过液位计A记录液位值且通过时钟记录时间点，记录上游液位值的同时也通过液位计B记录此时下游液位值，在下游液位值的变化值与上游液位值的变化值相同时通过时钟记录时间点；步骤三：根据获取的时间点计算出上下游液位变化所用的时间T1、T2，同时根据公式V＝M/(T2-T1)计算出平均流速；步骤四：液位触发模块将计算出的流速值通过流速输出模块转化为数字信号显示。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：本专利技术通过测量上游液位变化值与下游液位变化值相同时所用的时间差配合上下游液位计安装的间距，可计算出液位计安装区间水流的平均流速，有效提升了测量的精准度，同时此装置操作简单，安装方便，受外界因素影响较小，对于装置安装的现场环境要求不高。附图说明图1为本专利技术结构原理框图。图2为本专利技术方法原理图。具体实施方式下面结合附图说明对本专利技术做进一步说明。如图1所示的一种液位时差测量明渠流速的装置及方法，包括液位计A、液位计B、液位触发模块、流速输出模块及时钟，为了检测上下游液位变化值并将液位变化值传输给液位触发模块，液位计A及液位计B的输出端分别与液位触发模块输入端连接，为了进行时间段的记录并将时间差传输给液位触发模块，时钟输出端与液位触发模块输入端连接，为了将得到的流速值通过数字信号显示出来，液位触发模块输出端与流速输出模块输入端连接。为了将测量的所有数据全部记录并导出，存储模块与液位触发模块双向互连，存储模块是数据信息的记忆部件。液位计A是检测明渠液位变化时先发生变化的上游液位计，液位计B是检测明渠液位变化时后发生变化的下游液位计。液位触发模块是此装置的运算和控制核心，在液位计A液位变化时触发并记录变化的液位值和对应时间点，在液位计B达到相同液位差时记录对应时间点，同时通过时间差计算流速值。流速输出模块是将生成的流速值电信号转换成数字信号输出的装置。时钟是记录时间点获取时间讯号的装置。如图2所示，本专利技术提供的一种明渠测量流速的方法，方法主要包括如下步骤：步骤一：将液位计A安装在水渠上游的某处，将液位计B与液位计A间隔80米安装在水渠下游；步骤二：开机，通过液位计A记录上游液位值，同时通过时钟记录时间点，在上游液位发生变化且液位稳定后通过液位计A记录液位值且通过时钟记录时间点，此时上游液位变化h，记录上游液位值的同时也通过液位计B记录此时下游液位值，在下游液位值变化h时通过时钟记录时间点；步骤三：根据获取的时间点计算出上下游液位变化所用的时间T1、T2，同时根据公式V＝M/(T2-T1)计算出平均流速；步骤四：液位触发模块将计算出的流速值通过流速输出模块转化为数字信号显示。本专利技术的工作过程如下：将液位计A安装在水渠上游的某处，将液位计B与液位计A间隔80米安装在水渠下游，开机之后，通过液位计A记录上游液位值，同时通过时钟记录时间点，在上游液位发生变化且液位稳定后通过液位计A记录液位值且通过时钟记录时间点，此时上游液位变化h，记录上游液位值的同时也通过液位计B记录此时下游液位值，在下游液位变化h时通过时钟记录时间点，液位触发模块通过获取时钟记录的时间点，计算出上游液位变化时间T1与下游液位变化时间T2，同时根据公式计算出平均流速V＝80/(T2-T1)，液位触发模块将计算出的流速值通过流速输出模块转化为数字信号显示，同时存储模块可全程记录获得的所有数据，并可将所得数据导出，测量之后将设备关闭，将液位计A及液位计B收纳即可。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液位时差测量明渠流速的装置，其特征在于：包括液位计A、液位计B、液位触发处理器、流速输出模块、时钟及存储器，所述液位触发处理器的输入接口与所述液位计A、液位计B、时钟通信连接，所述液位触发处理器的输出接口与所述流速输出模块通信连接，所述存储器与所述液位触发处理器双向通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种液位时差测量明渠流速的装置，其特征在于：包括液位计A、液位计B、液位触发处理器、流速输出模块、时钟及存储器，所述液位触发处理器的输入接口与所述液位计A、液位计B、时钟通信连接，所述液位触发处理器的输出接口与所述流速输出模块通信连接，所述存储器与所述液位触发处理器双向通信连接。


2.根据权利要求1所述的一种液位时差测量明渠流速的装置，其特征在于：
所述液位计A用于监测和采集明渠上游液位变化数据，所述液位计B用于监测和采集明渠下游液位变化数据；
所述液位触发处理器作为装置的运算和控制核心，采集所述液位计A液位变化值和对应时间时间段，同时采集所述液位计B达到相同液位变化值对应时间段，并通过时间差计算流速值；
所述流速输出模块是将生成的流速值转换成数字信号输出的装置；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开全，
申请(专利权)人：王开全，
类型：发明
国别省市：甘肃;62