[發明專利]河流斷面探入式精準測流裝置及方法

在審

• 申請號: 201911025288.7
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110954069A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 倪文軍;栗克國;劉錕;劉培杰;孫亮;彭剛;田慶林
• 申請（專利權）人: 天津水運工程勘察設計院;交通運輸部天津水運工程科學研究所
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01D21/02
• 代理公司: 天津盈佳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12224
• 代理人: 安娜

本發明屬于水利測量領域，尤其涉及公開了一種河流斷面探入式精準測流系統及方法，裝置包括鎧裝信號線纜、驅動電機、纏線裝置、滑輪定向測量裝置、線纜防擺結構、水深測量裝置和流速測量設備，纏線裝置的驅動電機通過傳動軸連接纏線卷軸，鎧裝信號線纜一端穿入纏線卷軸固定，鎧裝信號線纜纏繞在纏線卷軸上，鎧甲信號線纜穿過定向滑輪測量裝置并向下穿過時防擺架主體的中間線纜固定孔；鎧甲信號線纜另一端水深測量裝置和流速測量設備。本發明的有益效果：在多種自動測量系統結構中，測量斷面流量的基礎上，具備線長測量精準、角度修正功能、精確測量水位、水深、流速等水文數據的功能，適用于多種類型探入式自動測量系統，達到河流斷面探入式精確測流的目的。

技術領域

本發明屬于水利測量領域，涉及一種河流斷面探入式精準測流系統及方法。

背景技術

我國近年來，由于國家對水利事業的大力支持和水利行業的快速發展，針對明渠流量測量的技術也在迅猛的發展。

我國一直以來是一個嚴重水資源短缺的國家，南北水資源分配極度不均勻，南澇北旱的情況比較嚴重，淡水資源儲量看似豐富，在世界排名第六位，因人口基數龐大，人均占有只有約2200m3，未達到世界平均水平的25％，并且分布極不均衡。我國又是一個農業大國，農業用水占全國用水總量70％以上，由于灌溉方式落后，農業用水浪費現象嚴重，農業灌溉用水利用率僅為45％左右。

近年來，我國提出用水可持續發展戰略，要提高用水效率。我國灌區用水主要引導和分配方式是明渠渠道輸水，灌區渠道流量的準確測量有利于節約用水，同時，為國家計劃用水、合理規劃用水分配打下堅實基礎。在我國，明渠測流裝置起步較晚，近年來，隨著科技的進步和水利行業的快速發展，河流斷面已逐漸由自動化測流代替以往的人工測流方式，市場上出現了多種自動化斷面流量測量設備，通過測量方式可以分為探入式自動測量設備和非探入式自動測量設備。非探入斷面流量測量設備采用雷達波方式進行表面流場測量，應用于河道斷面變化不大或無淤積的標準河道測量。探入式測量形式主要采用纜道或測橋橫跨河道斷面的方式，通過下放采集設備探入水中進行接觸式測量，由于我國獨特的地理自然環境，河道地形復雜多變，現如今市場上主要以探入式測量中的纜道和測橋方式測量斷面流量為主要方式。

目前，無論是纜道測量還是測橋測量河道斷面流量，均要求測量出斷面各個垂線的精確水深，利用水深測算測流點進行流速測量，從而計算垂線平均流速。因此，精確計量垂線水深是關鍵。現有探入式測量設備由于水流沖擊導致的車體傾斜以及承重線纜偏角問題會導致水深測量精度偏低，從而導致流量測算精度不高，而且流速越大，誤差越大。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種河流斷面探入式精準測流系統，其驅動電機帶動卷線盤轉動進行下放回收運動，線纜穿過頂部的滑輪定向測量裝置和防擺結構后，裝載水深測量裝置及流速測量設備進行探入式測量工作。該裝置提供線長數據信號、傾角及偏角數據、水面及水底信號等標準信號接口，可接入各類采集終端，適用于多種類型探入式自動測量系統。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種河流斷面探入式精準測流系統，其特征在于包括門型承重固定架、信號線纜、驅動電機、纏線裝置、滑輪定向測量裝置、線纜防擺結構、水深測量裝置和流速測量設備，所述滑輪定向測量裝置和所述線纜防擺結構分別設置在所述門型承重固定架上；

所述纏線裝置包括纏線卷軸、信號線纜、傳動軸，所述驅動電機通過傳動軸連接纏線卷軸，所述纏線卷軸一端穿入纏線卷軸固定，所述信號線纜纏繞在所述纏線卷軸上，所述鎧甲信號線纜穿過定向滑輪測量裝置并向下穿過時所述防擺架主體的中間線纜固定孔，所述鎧甲信號線纜另一端水深測量裝置和流速測量設備。

進一步地，還包括偏角及傾角修正裝置，所述偏角及傾角修正裝置設置在所述線纜防擺結構上；