[發(fā)明專利]灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810163184.1
• 申請(qǐng)日: 2018-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN108387277B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎洪生;王猛;胡俊輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01F1/00
• 分類號(hào): G01F1/00;G01F15/06;G01F23/44
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 齊晨涵

1.一種灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟：

s1基于流速面積法，確定多組水位、流量測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

s2基于水位、流量測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定水位流量二次多項(xiàng)式關(guān)系曲線；

s3基于二次多項(xiàng)式關(guān)系曲線，計(jì)算河渠流量值；

其中，所述步驟s1的具體過程為：

s11將斷面分為多個(gè)子斷面施測(cè)水位、流速值；

s12利用計(jì)算流量測(cè)驗(yàn)值；其中q為施測(cè)流量值，n為子斷面數(shù)量，v_i為第i個(gè)子斷面平均流速，s_i為第i個(gè)子斷面面積；

s13選擇高水位、中水位、低水位3種穩(wěn)定流態(tài)，按照上述步驟分別重復(fù)施測(cè)k次，按照下式計(jì)算水位、流量測(cè)驗(yàn)值：

其中，h_i和q_i為第i次重復(fù)施測(cè)的水位、流量值，H_j和Q_j為第j種穩(wěn)定流態(tài)下的水位、流量測(cè)驗(yàn)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟s2的具體過程包括：

s21以Q＝a+bH+cH²作為水位流量關(guān)系模型，建立如下的三元一次方程組：

Q_j＝a+bH_j+cH_j²，j＝1,2,3

s22將H_j和Q_j帶入三元一次方程組，解出未知參數(shù)a、b、c。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量方法，其特征在于：所述步驟s3的具體過程包括：

s31測(cè)量3次實(shí)時(shí)水位值為H_i,i＝1、2、3，并求水位平均值

s32根據(jù)下式計(jì)算實(shí)時(shí)流量值：

4.一種灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量裝置，其特征在于：

包括集成一體的浮子式水位計(jì)和遠(yuǎn)程無線測(cè)量終端，所述浮子式水位計(jì)用于河渠斷面水位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，所述遠(yuǎn)程無線測(cè)量終端基于權(quán)利要求1中的步驟s1、步驟s2和步驟s3計(jì)算河渠流量值并與遠(yuǎn)程接收端通訊。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量裝置，其特征在于：所述浮子式水位計(jì)安裝在控制箱內(nèi)，所述控制箱安裝在測(cè)量筒頂部，所述測(cè)量筒由固定支架安裝于河渠道上。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量裝置，其特征在于：所述浮子式水位計(jì)與遠(yuǎn)程無線測(cè)量終端之間采用有線傳輸，所述遠(yuǎn)程無線測(cè)量終端與遠(yuǎn)程接收端采用無線通訊。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量裝置，其特征在于：所述遠(yuǎn)程無線測(cè)量終端還包括液晶顯示屏、按鍵電路，用于對(duì)水位流量關(guān)系模型參數(shù)及水文上報(bào)時(shí)間進(jìn)行初始化設(shè)置。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量裝置，其特征在于：所述遠(yuǎn)程無線測(cè)量終端包括主控制器、串口通信電路、液晶顯示屏、按鍵電路、無線傳輸模塊和水位編碼器，

所述無線傳輸模塊通過串口電路與主控制器連接，用于將水位流量數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送至遠(yuǎn)程接收端；

所述水位編碼器也通過串口電路與主控制器連接，將水位數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂破鳎?/p>

所述液晶顯示屏、按鍵電路與主控制器連接；

所述主控制器用于基于權(quán)利要求1中的步驟s1、步驟s2和步驟s3計(jì)算河渠流量值。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的灌區(qū)一體化水位流量無線測(cè)量裝置，其特征在于：所述主控制器為單片機(jī)，所述無線通信模塊選用ZigBee或GPRS模塊。