[发明专利]一种装置和基于该装置的流量监测和最大流量控制方法及防倒灌方法

说明书

技术领域

本发明属于流量监测和排水技术领域，具体涉及一种用于管路上的装置、基于该装置的流量监测方法、基于该装置的最大流量控制方法和基于该装置的防倒灌方法。

背景技术

流量是指单位时间内通过某一截面的物料数量，即瞬时流量。在现代工业生产过程中，流量是重要的过程参数之一，是衡量设备的效率和经济性的重要指标，是生产操作和控制的依据，因为在大多数工业生产中，常用测量和控制流量来确定物料的配比与耗量，实现生产过程自动化和最优化控制；同时为了进行经济核算，也必须知道流过的介质总量。所以，流量的测量与控制是实现工业生产过程的一项重要任务。

流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多，而且针对不同的应用领域，对于所使用的流量测量方法和仪表的要求也不同，即每种流量测量方法和仪表都具有特定的适用性，也都有它的局限性。

在我国的城市排水工程中的进水和/或出水管路系统中，对于污水流量的控制成为一个重要的研究领域，通过对管路系统中污水流量的控制，随时调控管路系统中的各个拍门及相关组件，实现水体的顺畅排放，避免因雨水过量而排放不及时导致的各种洪涝灾害。

目前的管路系统中，常用的流量控制器为在管路中安装各类流量计，但是其面对如此复杂庞大的管路系统，需要安装的流量计的数量势必也不少，而且多数流量计的结构复杂，体积庞大，安装和调试比较复杂，而且难以维修；大部分仪器仪表只是用于洁净的单相液体，并不适用于管路系统中常见的污水和雨水，可能还有一些固体悬浮物等；多数的管路系统中对于流量的控制不需要特别精确，若使用对精度要求较为严格的流量计，也必然造成采购价格高，投资较大，运行和维护费用较高等多种问题的出现。

再有，现有的流量控制装置的适用面较窄，一般仅能作为流量控制使用，开发具有更多功能的流量控制装置是现有排水系统急需的。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供了一种用于管路上的装置、基于该装置的流量监测方法、基于该装置的最大流量控制方法和基于该装置的防倒灌方法。所述装置可以用于测量流经所述管路的流量，可以控制最大流量，还可以用于防倒灌，其巧妙地将流量监测、最大流量控制以及防倒灌结合在一个设备中，非常适合现有的排水系统的需求。所述流量监测方法可以精确得到流经管路的流量，完全替代了流量计；所述最大流量控制方法可以控制所述管路的流量使其小于等于设定的最大流量；二者均具有操作方便，成本低廉等优点。

本发明提供如下技术方案：

一种用于管路上的装置，所述装置包括井体、液位测量管和拍门；

所述井体和液位测量管设置于管路上，且均与所述管路连通；

所述拍门设置于井体和上游管路的连接处；

所述装置还包括分别设置在液位测量管和井体中的液位计，用于检测上游水体和下游水体的液位高度。

根据本发明，所述液位测量管位于上游管路，所述井体位于下游管路；所述液位测量管中的液位计用于检测上游水体的液位高度，所述井体中的液位计用于检测下游水体的液位高度。

根据本发明，所述液位测量管位于下游管路，所述井体位于上游管路；所述液位测量管中的液位计用于检测下游水体的液位高度，所述井体中的液位计用于检测上游水体的液位高度。

根据本发明，所述井体和液位测量管并行设置于所述管路上。

根据本发明，所述装置还包括控制器，以及设置在拍门上的拍门启闭机，所述控制器分别与液位测量管中的液位计、井体中的液位计和拍门启闭机信号连接，用于接收液位测量管中的液位计和井体中的液位计监测的液位信号，以及拍门的开度大小信号，基于所述信号确定流经所述管路的水体的流量。

根据本发明，所述拍门启闭机可以是电动拍门启闭机或液压式拍门启闭机。

根据本发明，所述电动拍门启闭机包括丝杆和编码器，所述丝杆用于计算拍门的升降高度；所述编码器用于记录旋转圈数。

利用丝杆的位移启闭拍门，并根据编码器中记录的旋转圈数以及丝杆螺距计算拍门升降高度，再根据拍门截面积计算出拍门开度。例如所述拍门横截面积是方形，根据升降高度和拍门的宽度计算出拍门的开度。

根据本发明，所述液压式拍门启闭机包括位移传感器，用于计算拍门开度。

根据本发明，所述拍门的驱动方式是利用自重和水力作用实现的，而不需要提供其他额外动力。

根据本发明，所述拍门选自截流拍门。

本发明还提供一种管路系统，所述管路系统包括上述的用于管路中的装置。

根据本发明，所述管路系统还包括管路，即设置所述液位测量管和井体的管路。