[發明專利]包括風速傳感器的流量測量裝置

在審

• 申請號: 201611207074.8
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106908108A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 羅蘭·韋勒;萊溫·迪特爾勒;約爾格·博爾希格
• 申請（專利權）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號: G01F15/00
• 分類號: G01F15/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司11290
• 代理人: 曹正建,陳桂香

技術領域

本發明涉及流量測量。本發明特別涉及流量測量裝置，流量測量裝置包括非接觸測量流速傳感器和用于檢測測量裝置的位置處的風速的風速傳感器。本發明還涉及用于測量流量的方法、程序單元和計算機可讀介質。

背景技術

各種物理測量值對水道監測來說非常重要。這些數據可用于統計評估，并且用作規劃建設措施的基礎，用作洪水警報或在污水行業中用于分攤污水處理的費用。

已知的測量系統使用來自各種傳感器的數據，并在單獨的評估系統中收集和評估這些數據。

雷達技術越來越廣泛地被用于水位測量，這是因為與諸如超聲等其它測量原理相比，其不受諸如溫度、風或雨等環境影響或僅受輕微影響。

DE 102013213345 A1描述了一種用于確定水道的流速的物位測量裝置，為了測量水位并執行局部多普勒(Doppler)測量，可沿兩個不同方向發射裝置的發送信號，從而確定流速。

發明內容

本發明的一個目的在于改善水道的流量的確定。

通過獨立權利要求的特征來實現上述目的。從屬權利要求以及下面的說明給出了本發明的改進。

本發明的第一方面涉及一種包括流速傳感器的流量測量裝置，流速傳感器優選地使用非接觸測量來檢測水道的局部流速。流量測量裝置還包括風速傳感器，風速傳感器用于優選地檢測測量裝置的安裝位置處的風速。流速傳感器和風速傳感器為流量測量裝置的一部分，并且互相連接。設置有用于計算水道的平均流速和/或流量的控制單元或控制器。為了進行計算，控制單元既使用由流速傳感器收集的數據還使用由風速傳感器收集的數據，即，特別使用由這些傳感器確定的水道的局部流速以及測量裝置的位置處的風速。

除了局部流速和風速之外，還可考慮到額外的測量數據，特別考慮到水道的當前水位。

另外，例如可將被存儲在流量測量裝置中的額外數據包含到計算中。在這種情況下，特別地，這些數據可以是水道通道的輪廓形狀和局部流速測量的位置(x，y)，即流速傳感器的測量光束與水道表面的相遇位置。

如果測量裝置的位置是已知的(由此風速傳感器的位置也是已知的)，則可根據在該位置處測量的風速來推斷水道表面的區域中的估計風速。

可例如基于由被存儲在測量裝置的存儲器中的表格描述的校準來對所有上述計算進行選擇。

根據本發明的一個實施例，風速傳感器被安裝至流速傳感器或被集成在流速傳感器中。例如，風速傳感器可被安裝至流速傳感器的外殼，特別地可被安裝至外殼的上側，或者可穿過外殼。

根據本發明的一個實施例，風速傳感器還用于檢測風向，控制單元為計算水道的平均流速和/或流量而考慮到所檢測的風向。

特別地，可設置有具有不同的優選方向的多個風速傳感器，并且為了獲得盡可能準確的實際的風速和風向的值而考慮到它們的測量結果。

這些各種傳感器可被集成在一個整套單元中或者可以被安裝至各個單元中的流速傳感器的各種位置。

根據本發明的另一個實施例，流速傳感器用于測量水位并執行多普勒測量，控制單元為計算水道的平均流速和/或流量而考慮到流速傳感器的測量結果。

根據本發明的另一個實施例，風速傳感器包括使空氣通過的管類或管狀區域。管狀區域在不同位置具有不同剖面，并因此所通過的空氣產生壓力梯度，通過被安裝至管狀區域或位于管狀區域中的壓力傳感器可檢測該梯度，以便確定風速。

根據本發明的實施例，風速傳感器包括彼此平行地布置的兩個板或盤以使空氣通過并對所通過的空氣的風速進行檢測。板之間的空腔在不同位置具有不同的剖面，使得在此也會出現壓力差，可通過被相應地安裝的壓力傳感器檢測該壓力差，以便確定風速并且可選地還可確定風向。

該布置可以是旋轉對稱的或徑向對稱的，并因此可檢測0度到360度的完全不同的風向。

例如，為此使用的壓力傳感器可包括被布置成環的第一組壓力傳感器。被布置成環的壓力傳感器可以是例如三個、四個或更多個壓力傳感器，每個壓力傳感器與相鄰傳感器具有恒定的間隔。

根據本發明的另一個實施例，控制單元用于在考慮到水道局部流速的位置的情況下計算水道的平均流速和/或流量。測量裝置可包括位置傳感器和/或定向傳感器，這些傳感器使測量裝置能夠確定局部流速的測量位置并確定測量裝置(特別是其天線)的定向和位置。其優點在于，由于基于水道通道的剖面、水道的水位、梯度和局部流速的測量位置來對平均流速和/或流量進行計算，因此在考慮到風速之后，可盡可能準確地確定平均流速和/或流量。