一種利用超聲波時差法的閘門測流方法及裝置製造方法

2023-07-28 14:33:11

一種利用超聲波時差法的閘門測流方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用超聲波時差法的閘門測流方法及裝置，屬於水利閘門流量測量以及數據遠傳【技術領域】。技術方案是：閘板垂直設置在閘道（5）上，閘板（1）與閘板啟閉機連接，閘板啟閉機控制閘板在閘道上的開啟和關閉；防水儀表（2）匹配設置在閘板的頂部，閘位傳感器匹配設置在閘板上或閘板啟閉機上，超聲波流速傳感器匹配設置在閘板的底部中間位置，防水儀表分別連接超聲波流速傳感器和閘位傳感器；所述的超聲波流速傳感器數量為兩個，分別為超聲波流速傳感器一（3）和超聲波流速傳感器二（6）。本發明利用流速面積法精確計算出過閘流量屬於首創；本發明實現連續在線測量，高精度計算過閘流量，便於管理部門管理。
【專利說明】一種利用超聲波時差法的閘門測流方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用超聲波時差法的閘門測流方法及裝置，屬於水利閘門流量測量以及數據遠傳【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，現有的水利閘門流量測量方法採用的計算公式，一般誤差在15%以上。上述缺陷長期困擾行業人員，但是多年來又沒有更好的解決辦法，一定程度上限制了閘門量水的應用。

【發明內容】

[0003]本發明目的是提供一種利用超聲波時差法的閘門測流方法及裝置，實現利用過閘流速，高精度計算過閘流量，解決【背景技術】中存在的上述問題。
[0004]本發明的技術方案是:
一種利用超聲波時差法的閘門測流裝置，包含閘板、防水儀表、超聲波流速傳感器和閘位傳感器，閘板垂直設置在閘道上，閘板與閘板啟閉機連接，閘板啟閉機控制閘板在閘道上的開啟和關閉；防水儀表匹配設置在閘板的頂部，閘位傳感器匹配設置在閘板上或閘板啟閉機上，超聲波流速傳感器匹配設置在閘板的底部中間位置，防水儀表分別連接超聲波流速傳感器和閘位傳感器；所述的超聲波流速傳感器數量為兩個，分別設置在閘板底部中間的兩側。
[0005]所述的超聲波流速傳感器匹配有安裝支架，安裝支架固定在閘板上，超聲波流量傳感器設置在安裝支架上。
[0006]所述的閘位傳感器是閘位尺。所述的閘板為平板閘的閘板。
[0007]所述的閘板底部還匹配有傾角傳感器。
[0008]一種利用超聲波時差法的閘門測流方法，其步驟如下:
①利用上述一種利用超聲波時差法的閘門測流裝置進行，該裝置包含閘板、防水儀表、超聲波流速傳感器和閘位傳感器，閘板垂直設置在閘道上，閘板與閘板啟閉機連接，閘板啟閉機控制閘板在閘道上的開啟和關閉；防水儀表匹配設置在閘板的頂部，閘位傳感器匹配設置在閘板上或閘板啟閉機上，超聲波流速傳感器匹配設置在閘板的底部中間位置，防水儀表分別連接超聲波流速傳感器和閘位傳感器；所述的超聲波流速傳感器數量為兩個，分別設置在閘板底部中間的內外兩側；
②由於閘道寬度已知，利用閘位傳感器測出閘門開度，可以得到閘門的開口輸水面
積；
③通過設置在閘板底部中間內外兩側的兩個超聲波流速傳感器，分別測量出閘板底部中間內外兩側的流速，利用超聲波時差法測出閘門的開口中心垂線流速，由於閘門的開口輸水面積已知，通過流速-面積法，計算出過閘流量；
④由於閘門的開口中心垂線流速並不等於閘門開口其它位置的垂線流速，流速場不均勻，計算出過閘流量需要進行校準，水利行業稱之為率定，最後得到準確的過閘流量。
[0009]採用本發明，將測量出閘門開口的流速和流量，通過率定，得到該斷面上的精確流量，並通過無線公網上傳測量數據到管理部門，完成自動測量任務。
[0010]本發明中，超聲波流速傳感器、超聲波時差法、閘位傳感器、流速面積法、率定方法都是公知的內容。
[0011]本發明通過閘位傳感器測出閘門過水麵積，利用超聲波時差法測出中線流速，利用流速面積法測出閘門開口流量，利用率定得到準確過閘流量，環環相扣，缺一不可，構思精巧，設計嚴謹；其結果是設計出一款結構簡單，價格低廉，測量精度高，簡單實用的過閘流量測量設備。
[0012]本發明的有益效果:利用流速面積法精確計算出過閘流量屬於首創；本發明實現連續在線測量，高精度計算過閘流量，便於管理部門管理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發明實施例示意圖；
圖2是本發明測流示意圖；
圖中:閘板1、防水儀表2、超聲波流速傳感器一 3、閘位傳感器4、閘道5、超聲波流速傳感器二 6、閘底7。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖，通過實施例對本發明做進一步說明。
[0015]一種利用超聲波時差法的閘門測流裝置，包含閘板1、防水儀表2、超聲波流速傳感器和閘位傳感器4，閘板垂直設置在閘道5上，閘板與閘板啟閉機連接，閘板啟閉機控制閘板在閘道上的開啟和關閉；防水儀表匹配設置在閘板的頂部，閘位傳感器匹配設置在閘板上或閘板啟閉機上，超聲波流速傳感器匹配設置在閘板的底部中間位置，防水儀表分別連接超聲波流速傳感器和閘位傳感器；所述的超聲波流速傳感器數量為兩個，分別為超聲波流速傳感器一 3和超聲波流速傳感器二 6，超聲波流速傳感器一 3設置在閘板底部中間的外側，超聲波流速傳感器二 6閘板底部中間的內側。
[0016]所述的超聲波流速傳感器匹配有安裝支架，安裝支架固定在閘板上，超聲波流量傳感器設置在安裝支架上。
[0017]所述的閘位傳感器是閘位尺。所述的閘板為平板閘的閘板。
[0018]所述的閘板底部還匹配有傾角傳感器。
[0019]一種利用超聲波時差法的閘門測流方法，其步驟如下:
①利用上述一種利用超聲波時差法的閘門測流裝置進行，該裝置包含閘板、防水儀表、超聲波流速傳感器和閘位傳感器，閘板垂直設置在閘道上，閘板與閘板啟閉機連接，閘板啟閉機控制閘板在閘道上的開啟和關閉；防水儀表匹配設置在閘板的頂部，閘位傳感器匹配設置在閘板上或閘板啟閉機上，超聲波流速傳感器匹配設置在閘板的底部中間位置，防水儀表分別連接超聲波流速傳感器和閘位傳感器；所述的超聲波流速傳感器數量為兩個，分別設置在閘板底部中間的內外兩側；
②由於閘道寬度已知，利用閘位傳感器測出閘門開度，可以得到閘門的開口輸水面積；
③通過設置在閘板底部中間內外兩側的兩個超聲波流速傳感器，分別測量出閘板底部中間內外兩側的流速，利用超聲波時差法測出閘門的開口中心垂線流速，由於閘門的開口輸水面積已知，通過流速-面積法，計算出過閘流量；
④由於閘門的開口中心垂線流速並不等於閘門開口其它位置的垂線流速，流速場不均勻，計算出過閘流量需要進行校準，水利行業稱之為率定，最後得到準確的過閘流量。
[0020]將測量出閘門開口的流速和流量，通過率定，得到該斷面上的精確流量，並通過無線公網上傳測量數據到管理部門，完成自動測量任務。
【權利要求】
1.一種利用超聲波時差法的閘門測流裝置，包含閘板(I)、防水儀表(2)、超聲波流速傳感器和閘位傳感器(4)，閘板垂直設置在閘道(5)上，閘板與閘板啟閉機連接，閘板啟閉機控制閘板在閘道上的開啟和關閉；防水儀表匹配設置在閘板的頂部，閘位傳感器匹配設置在閘板上或閘板啟閉機上，超聲波流速傳感器匹配設置在閘板的底部中間位置，防水儀表分別連接超聲波流速傳感器和閘位傳感器；所述的超聲波流速傳感器數量為兩個，分別為超聲波流速傳感器一(3 )和超聲波流速傳感器二( 6 )，超聲波流速傳感器一(3 )設置在閘板底部中間的外側，超聲波流速傳感器二( 6 )閘板底部中間的內側。
2.根據權利要求1所述的利用超聲波時差法的閘門測流裝置，其特徵在於所述的超聲波流速傳感器匹配有安裝支架，安裝支架固定在閘板上，超聲波流量傳感器設置在安裝支架上。
3.根據權利要求1所述的利用超聲波時差法的閘門測流裝置，其特徵在於所述的閘位傳感器是閘位尺，所述的閘板為平板閘的閘板。
4.根據權利要求1所述的利用超聲波時差法的閘門測流裝置，其特徵在於所述的閘板底部還匹配有傾角傳感器。
5.一種利用超聲波時差法的閘門測流方法，其特徵在於步驟如下: ①利用上述一種利用超聲波時差法的閘門測流裝置進行，該裝置包含閘板、防水儀表、超聲波流速傳感器和閘位傳感器，閘板垂直設置在閘道上，閘板與閘板啟閉機連接，閘板啟閉機控制閘板在閘道上的開啟和關閉；防水儀表匹配設置在閘板的頂部，閘位傳感器匹配設置在閘板上或閘板啟閉機上，超聲波流速傳感器匹配設置在閘板的底部中間位置，防水儀表分別連接超聲波流速傳感器和閘位傳感器；所述的超聲波流速傳感器數量為兩個，分別設置在閘板底部中間的內外兩側； ②由於閘道寬度已知，利用閘位傳感器測出閘門開度，可以得到閘門的開口輸水面積； ③通過設置在閘板底部中間內外兩側的兩個超聲波流速傳感器，分別測量出閘板底部中間內外兩側的流速，利用超聲波時差法測出閘門的開口中心垂線流速，由於閘門的開口輸水面積已知，通過流速-面積法，計算出過閘流量； ④由於閘門的開口中心垂線流速並不等於閘門開口其它位置的垂線流速，流速場不均勻，計算出過閘流量需要進行校準，水利行業稱之為率定，最後得到準確的過閘流量。
6.根據權利要求5所述的一種利用超聲波時差法的閘門測流方法，其特徵在於:將測量出閘門開口的流速和流量，通過率定，得到該斷面上的精確流量，並通過無線公網上傳測量數據到管理部門，完成自動測量任務。
【文檔編號】G01F1/66GK103968904SQ201410197073
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】張喜, 於樹利, 馬月坤, 張家銘 申請人:唐山現代工控技術有限公司