[发明专利]一种明渠用智能计量表及其计量方法

说明书

本发明涉及一种明渠用智能计量表及其计量方法，包括外壳以及安装在外壳内的电路板，在所述外壳的外部安装有与电路板电性连接的天线，在所述的电路板上集成有中央数据处理器、GSM模块、变压器、电源模块、流速端口、水闸端口和水位端口，所述的中央数据处理器与流速端口、水闸端口以及水位端口之间均通过RS232转485模块连接；该中央数据处理器还连接GSM模块和物联网卡。本发明的优点是：流量不需人工虑定，减少大量人力物力。采用有线通讯和无线通讯相结合的方式，通信不受地理条件限制，既可以直接现场采集数据，也可通过互联网远程访问查看。

技术领域

本发明涉及一种明渠用智能计量表，属于水利技术领域。

背景技术

水资源是人类赖以生存和发展不可替代的自然资源,是农业发展的命脉。农业灌溉用水占全国用水总量的70％,灌区的输水监测、节水调度和安全管理关系到国家粮食安全、防洪度汛安全和社会稳定。研究发展水位量测及监测技术是解决我国水资源不足、缓解供需矛盾、保障国家水安全和实现水利现代化的重要手段之一。一般测流方式是:在渠道上选好标准断面,架设测流桥、设立水尺,采用LS68旋杯式流速仪测出流速,用面积包围法计算流量和过水量。

现有测流方式计算结果有一定误差，需要人工虑定，这无形中增加了大量的工作量，浪费了大量的人力物力财力。采用面积包围法计算流量和过水量，其计算方法复杂，各所级、段级基层技术人员难以精通，计算结果精度也有待提高，误差出入在所难免。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种明渠用智能计量表，本发明的技术方案是：

一种明渠用智能计量表，包括外壳以及安装在外壳内的电路板，在所述外壳的外部安装有与电路板电性连接的天线，在所述的电路板上集成有中央数据处理器、GSM模块、变压器、电源模块、流速端口、水闸端口和水位端口，所述的流速端口用于连接测水深以及流速的明渠流量计，所述的水位端口用于连接测流量的明渠流量仪，所述的水闸端口接入控制终端，所述的中央数据处理器与流速端口、水闸端口以及水位端口之间均通过RS232转485模块连接；该中央数据处理器还连接GSM模块，在GSM模块的卡槽内安装物联网卡后，GSM模块将中央数据处理器中的信息发送到服务器；所述的中央数据处理器还通过RS232转USB模块与USB调试口相连；电源模块通过变压器为GSM模块和中央数据处理器供电。

所述的水位端口用于读取水位值，所述的流速端口读取流速值，所述的水位值和流速值均通过RS232转485模块将数值传递到中央数据处理器，该中央数据处理器基于明渠流量计和明渠流量仪计算出水面宽度、过水面积、流速系数、流量和水量后，再次通过RS232转485模块将与在服务器记录的断面位置以及时间、流速、水深、流量和水量，以标准MODBUS通讯协议传到水闸端口，在水闸端口读取数据后，再通过中央数据处理器将数据通过GSM模块传递到服务器上；其中，水面宽度B，过水面积A，流速系数K，其中单台设备流速系数K，多台设备流速系数Kn，n取1、2、3、4、5，流速V，水深h，流量Q和水量W；

对于断面为梯形时，梯形流量计算方法为：

水面宽B＝b+hm1+hm2,

过水面积

当设备为单台时，单台设备的流量Q＝v〃k〃A，其中，b为渠底宽、h为水深、m1为左坡比、m2为右坡比；

当设备为三台时，流量算法为：

当设备为五台时，流量算法为：