[实用新型]水位流速流量监测一体化装置及监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监测一体化装置及监测系统，尤其是一种水位流速流量监测一体化装置及监测系统，属于水文监测技术领域。

背景技术

在水文监测中，流量监测是其中的核心内容，也是监测难度最大的一项，传统的监测手段一般需要依靠测量人员下水完成，流量测量工作量大，耗时长，测量效率低下，测量精度与测量人员的经验技术有很大关系，对于洪水时期的流量测量就更难实现了。

随着水利信息化技术的进步，非接触式的测量技术凭借安全高效的测量方式、准确的测量结果等优势得到了长足的发展，雷达式的水位和流速测量装置在国内得到了推广应用，尤其是近年新建的站点。但是，国内基于非接触式的雷达流量测量设备的研究较少，尚未形成成熟的产品。

一方面，雷达流速测量设备测量的是水体表面流速，风速可能影响表面流速，尤其是靠近入海口等沿海河道，从而影响雷达流速测量结果，因此有必要修正流速测量结果。

另一方面，要想推算河道的流量数据，除要获取水位和流速这些水文数据外，还要结合控制断面的高程、糙率、坡降等相关参数，利用该河道河段的水文模型等基础数据，这样才能得到准确的流量大小。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种水位流速流量监测一体化装置，该监测一体化装置结构简单、使用方便，可以实时监测河道/渠道的水位和流速，并且可以根据输入的控制断面相关参数计算出当前时刻的河道/渠道控制断面流量大小，从而实现实时的流量监测。

本实用新型的第二个目的在于提供一种水位流速流量监测系统，该系统可以遥测功能，方便实现远程流量监测，大大提高了流量测量的效率，提高了测量人员的安全性。

本实用新型的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种水位流速流量监测一体化装置，所述监测一体化装置包括雷达水位测量模块、雷达流速测量模块、风速测量模块和流量计算模块，所述雷达水位测量模块、雷达流速测量模块和风速测量模块分别与流量计算模块连接；

所述雷达水位测量模块，用于非接触式测量河道/渠道的实时水位数据；

所述雷达流速测量模块，用于非接触式测量河道/渠道的实时表面流速数据；

所述风速测量模块，用于测量实时风速数据以校正表面流速；

所述流量计算模块，用于根据水位数据、流速数据和风速数据，结合输入的河道/渠道控制断面相关参数，计算得到当前时刻河道/渠道控制断面的流量大小；其中，所述控制断面相关参数包括高程、糙率和坡降参数。

进一步的，所述雷达水位测量模块采用K波段的雷达收发器，调制方式为线性调频连续波调制方式；

所述雷达流速测量模块采用K波段的雷达收发器，调制方式为连续波调制模式；

所述风速测量模块采用风速风向测量仪；

所述流量计算模块采用单片机。

本实用新型的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种水位流速流量监测系统，所述系统包括远程上位机以及上述的水位流速流量监测一体化装置，所述远程上位机与流量计算模块进行无线通信连接。

进一步的，所述远程上位机与一体化装置采用数据传输单元进行无线通信连接，所述数据传输单元上具有通信天线，所述通信天线与远程上位机进行无线通信连接。

进一步的，所述水位流速流量监测一体化装置为一台或多台，所述水位流速流量监测一体化装置为一台时，固定安装在立杆支架上；所述水位流速流量监测一体化装置为多台时，组成阵列固定安装在桥梁下方。

进一步的，所述水位流速流量监测一体化装置可便携式地固定在桥梁的栏杆上。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的水位流速流量监测一体化装置采用非接触式的雷达水位测量模块和雷达流速测量模块分别测量河道/渠道的实时水位数据和实时表面流速数据，以及采用风速测量模块测量实时风速数据，流量计算模块通过风速数据对表面流速数据进行校正，消除风速对表面流速数据的影响，根据水位数据和校正后的流速数据，结合输入的河道/渠道控制断面高程、糙率、坡降等相关数据，计算出河道/渠道控制断面的流量大小，不仅可用于常规的河道/渠道流量监测，还可以进行高洪流量抢测等应急测量。