[實用新型]水位流速流量監測一體化裝置及監測系統

有效

• 申請號: 201720856954.1
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN207050727U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 楊躍;陳偉昌;覃朝東;韋三剛;王珊琳;趙旭升;黃克堅
• 申請（專利權）人: 珠江水利委員會珠江水利科學研究院
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 李君

技術領域

本實用新型涉及一種監測一體化裝置及監測系統，尤其是一種水位流速流量監測一體化裝置及監測系統，屬于水文監測技術領域。

背景技術

在水文監測中，流量監測是其中的核心內容，也是監測難度最大的一項，傳統的監測手段一般需要依靠測量人員下水完成，流量測量工作量大，耗時長，測量效率低下，測量精度與測量人員的經驗技術有很大關系，對于洪水時期的流量測量就更難實現了。

隨著水利信息化技術的進步，非接觸式的測量技術憑借安全高效的測量方式、準確的測量結果等優勢得到了長足的發展，雷達式的水位和流速測量裝置在國內得到了推廣應用，尤其是近年新建的站點。但是，國內基于非接觸式的雷達流量測量設備的研究較少，尚未形成成熟的產品。

一方面，雷達流速測量設備測量的是水體表面流速，風速可能影響表面流速，尤其是靠近入海口等沿海河道，從而影響雷達流速測量結果，因此有必要修正流速測量結果。

另一方面，要想推算河道的流量數據，除要獲取水位和流速這些水文數據外，還要結合控制斷面的高程、糙率、坡降等相關參數，利用該河道河段的水文模型等基礎數據，這樣才能得到準確的流量大小。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供了一種水位流速流量監測一體化裝置，該監測一體化裝置結構簡單、使用方便，可以實時監測河道/渠道的水位和流速，并且可以根據輸入的控制斷面相關參數計算出當前時刻的河道/渠道控制斷面流量大小，從而實現實時的流量監測。

本實用新型的第二個目的在于提供一種水位流速流量監測系統，該系統可以遙測功能，方便實現遠程流量監測，大大提高了流量測量的效率，提高了測量人員的安全性。

本實用新型的第一個目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種水位流速流量監測一體化裝置，所述監測一體化裝置包括雷達水位測量模塊、雷達流速測量模塊、風速測量模塊和流量計算模塊，所述雷達水位測量模塊、雷達流速測量模塊和風速測量模塊分別與流量計算模塊連接；

所述雷達水位測量模塊，用于非接觸式測量河道/渠道的實時水位數據；

所述雷達流速測量模塊，用于非接觸式測量河道/渠道的實時表面流速數據；

所述風速測量模塊，用于測量實時風速數據以校正表面流速；

所述流量計算模塊，用于根據水位數據、流速數據和風速數據，結合輸入的河道/渠道控制斷面相關參數，計算得到當前時刻河道/渠道控制斷面的流量大小；其中，所述控制斷面相關參數包括高程、糙率和坡降參數。

進一步的，所述雷達水位測量模塊采用K波段的雷達收發器，調制方式為線性調頻連續波調制方式；

所述雷達流速測量模塊采用K波段的雷達收發器，調制方式為連續波調制模式；

所述風速測量模塊采用風速風向測量儀；

所述流量計算模塊采用單片機。

本實用新型的第二個目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種水位流速流量監測系統，所述系統包括遠程上位機以及上述的水位流速流量監測一體化裝置，所述遠程上位機與流量計算模塊進行無線通信連接。

進一步的，所述遠程上位機與一體化裝置采用數據傳輸單元進行無線通信連接，所述數據傳輸單元上具有通信天線，所述通信天線與遠程上位機進行無線通信連接。

進一步的，所述水位流速流量監測一體化裝置為一臺或多臺，所述水位流速流量監測一體化裝置為一臺時，固定安裝在立桿支架上；所述水位流速流量監測一體化裝置為多臺時，組成陣列固定安裝在橋梁下方。

進一步的，所述水位流速流量監測一體化裝置可便攜式地固定在橋梁的欄桿上。

本實用新型相對于現有技術具有如下的有益效果：

1、本實用新型的水位流速流量監測一體化裝置采用非接觸式的雷達水位測量模塊和雷達流速測量模塊分別測量河道/渠道的實時水位數據和實時表面流速數據，以及采用風速測量模塊測量實時風速數據，流量計算模塊通過風速數據對表面流速數據進行校正，消除風速對表面流速數據的影響，根據水位數據和校正后的流速數據，結合輸入的河道/渠道控制斷面高程、糙率、坡降等相關數據，計算出河道/渠道控制斷面的流量大小，不僅可用于常規的河道/渠道流量監測，還可以進行高洪流量搶測等應急測量。