[发明专利]基于量水槽检测装置及量水槽流量检测方法

权利要求书

1.一种量水槽流量检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

根据不同声道的线平均流速计算对应声道的断面平均流速；通过以下公式计算不同声道的线平均流速：

Δt＝t₂-t₁

其中，ν_i为i声道上的线平均流速，l_i为声波传播通道的长度，θ为声道角，t₁为声波顺向传播的时间，t₂为声波逆向传播的时间，Δt为声波顺流方向传播时间与声波逆流方向传播时间的差值，为声波顺流方向传播时间与声波逆流方向传播时间的平均值；

通过以下公式计算不同声道对应断面的平均流速：

其中，为第i部分断面平均流速，k_i为第i声道的修正系数；

根据量水槽内部水深、量水槽高度判断渠道是否为满管，根据每个声道的断面平均流速，分别计算满管、非满管情况下断面的总流量；当h_i≥D满管时，通过以下公式计算断面的总流量：

当0h_iD非满管时，通过以下公式计算断面的总流量：

h_i＝H_i-D

其中，Q为断面计算流量，h_i为量水槽内部水深，H_i为液位传感器测得的水面深度，d为量水槽流道底板标高，b为量水槽宽度，n为淹没的流道数，C_i为非满管系数，D为量水槽高度；

当超声波探头矩阵的探头异常时，根据声道相关系数计算断面的总流量；当超声波探头矩阵的探头不连续异常时，根据以下过程计算第i部分断面平均流速

对超声波探头矩阵的探头进行标号，从设备底部沿纵向编号1，2，…，i，i+1，…，n-1，n；

当编号为1的探头故障时，

当编号为i的探头故障时，

当编号为n的探头故障时，

其中，gi为i声道的相关系数；

当连续多个探头异常时，缺失的探头编号为j，j+1，…，j+n，则：

此时，断面计算流量

2.根据权利要求1所述的量水槽流量检测方法，其特征在于，当h_i0渠道中有水时，连续采集预设次数的ν_i均为0，进行报警；当h_i≤0渠道中无水时，连续采集预设次数的ν_i均大于0，进行报警。

3.一种量水槽检测装置，基于权利要求1-2任一项所述的量水槽流量检测方法，其特征在于，包括：量水槽、超声波探头矩阵、立杆、控制器、液位传感器、无线通讯模块、智能采集芯片、报警器；

量水槽，所述量水槽用于连接断面渠道；

超声波探头矩阵，设置在量水槽两侧立板的外表面，用于获取不同声道的声波传播时间、声波传播通道的长度；

液位传感器，设置在量水槽中，用于实时采集测量水面深度；

控制器、智能采集芯片、报警器，设置在所述立杆中；所述智能采集芯片，用于采集量水槽内部水深、量水槽流道底板标高、量水槽宽度、淹没的流道数、量水槽高度；所述控制器包括存储器和处理器，处理器根据超声波探头矩阵、液位传感器及智能采集芯片的测量参数实时计算，所述存储器用于存储控制器的计算数据；

报警器，用于当控制器检测到超声波探头矩阵的探头损坏或故障时，进行报警。

4.根据权利要求3所述的量水槽检测装置，其特征在于，还包括：终端APP、无线通讯模块；

无线通讯模块设置在所述立杆中；

所述终端APP通过无线通讯模块与控制器进行数据传输。

5.根据权利要求4所述的量水槽检测装置，其特征在于，还包括：太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在所述立杆的顶部，所述太阳能电池板连接所述超声波探头矩阵、控制器、液位传感器、无线通讯模块、智能采集芯片及报警器，为超声波探头矩阵、控制器、液位传感器、无线通讯模块、智能采集芯片及报警器供电。