[发明专利]一种闸门测流方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种闸门测流方法及装置，属于水利闸门流量测量以及数据远传技术领域。 

背景技术

目前，现有的水利闸门流量测量方法按四种不同流态采用不同的计算公式：即：无闸潜流、无闸自由流、有闸潜流、有闸自由流，利用这四种流态公式计算过闸流量存在以下缺陷：①必须安装闸位传感器和闸前闸后水位传感器，费用高，维护困难；②流量测量精度低，一般误差在15%以上。上述缺陷长期困扰行业人员，但是多年来又没有更好的解决办法，一定程度上限制了闸门量水的应用。 

发明内容

本发明目的是提供一种闸门测流方法及装置，实现利用过闸流速，高精度计算过闸流量，解决背景技术中存在的上述问题。 

本发明的技术方案是： 

一种闸门测流装置，包含外壳、多个流速传感器和水位传感器，外壳的外形为长条形状，垂直地面设置在闸道侧壁上，在外壳上间隔布置多个流速传感器，多个流速传感器的布置方向垂直于地面，水位传感器设置在外壳的底部。

所述的多个流速传感器之间的间隔相等或不等。外壳的底部匹配有稳流装置。 

流速传感器和水位传感器输出的流速和水位信号，连接到智能电路进行处理。 

所述的流速传感器数量至少为一个，流速传感器的类型可以是机械式、差压式、超声波多普勒式、超声波时差式、电磁式、涡街式之一或组合。 

所述的水位传感器的类型可以是压力、超声波、浮子、磁滞伸缩、电容、振弦水位传感器之一或组合。 

一种闸门测流方法，在水利闸门的闸道安装上述闸门测流装置，测量步骤如下： 

①先将闸门后的过闸流水断面按闸门测流装置的多个流速传感器间隔，水平分割成多个流层，测量某水平流层的平均流速，并测量该水平流层测点的流速，从而得到平均流速和测点流速的关系；

②由于闸道宽度已知，每一水平流层的流速传感器间隔已知，可以得到水平分割后的该水平流层的面积。

③由于各流层的平均流速和测点流速的关系已知，各流层的输水面积已知，通过流速-面积法，可以计算出各流层的流量； 

④通过闸门测流装置底部的水位传感器，可知整个测流装置有多少流速传感器在输水断面中，即可知整个输水断面包括多少水平流层，将输水断面包含的全部水平流层的流量相加，得到实际的过闸流量。

所述的闸门测流装置，可以安装在闸门的上游或下游或闸道中或闸道壁上。 

采用本发明，可以测量各间隔内流速和流量，将各间隔内的所有流量相加，得到该断面上的流量，通过GPRS无线公网上传测量数据到管理部门，完成自动测量任务。 

本发明还适用于矩形渠道的流量测量。本发明中，流速传感器、水位的传感器和流速-面积法是公知的内容。 

本发明利用水平分割法，将闸道不均匀的流速场水平分割，利用水平分割后该水平流层平均流速与测点流速的关系，利用流速-面积法得到水平分割流量，利用水位传感器得到实际水平分隔层的总数，将水平分割流量相加得到过闸流量。环环相扣，缺一不可，构思精巧，设计严谨。其结果是设计出一款结构简单，价格低廉，测量精度高，简单实用的过闸流量测量设备。 

所述的闸门测流装置还适用于矩形渠道的流量测量。 

本发明的有益效果：可完成各流层的平均流速测量；利用流速面积法可精确计算出流量；智能电路可完成数据采集、数据计算、数据记录、数据传输；维护量小；本发明实现连续在线测量，高精度计算流量，便于管理部门管理。 

附图说明

图1是本发明实施例示意图； 

图2是本发明实施例俯视示意图；

图3是本发明实施例测流装置示意图；

图中：闸门1、闸道2、外壳3、流速传感器4、水位传感器5、闸门升降螺杆6。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。 

一种闸门测流装置，包含外壳3、多个流速传感器4和水位传感器5，外壳的外形为长条形状，垂直地面设置在闸道2侧壁上，在外壳上间隔布置多个流速传感器，多个流速传感器的布置方向垂直于地面，水位传感器设置在外壳的底部。 

所述的多个流速传感器之间的间隔相等或不等。外壳的底部匹配有稳流装置。流速传感器和水位传感器输出的流速和水位信号，连接到智能电路进行处理。 

一种闸门测流方法，在水利闸门的闸道安装上述闸门测流装置，测量步骤如下：