[發明專利]基于量水槽檢測裝置及量水槽流量檢測方法

有效

• 申請號: 202110077546.7
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112880778B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 吳文勇;劉恬恬;胡雅琪;馬蒙
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00;G01D21/02;G08B19/00;G08C17/02;H02J7/35
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種基于量水槽檢測裝置及量水槽流量檢測方法，通過采用超聲波探頭矩陣，使得數據的采集更加準確，可以實現需水預測、灌溉決策、定量供水等功能。根據本發明提供的方法，分別計算超聲波探頭矩陣的探頭故障、正常情況下的流量，在故障時，分連續及不連續的情況計算流量，使得測量數據更加準確，同時對數據進行實時監測及報警，也可以采用終端APP、無線通訊模塊及報警器的方式，將數據進行實時的傳輸，實現遠程參數設置和數據監控。

技術領域

本發明涉及超聲波檢測技術領域，具體涉及一種基于量水槽檢測裝置及量水槽流量檢測方法。

背景技術

隨著全球水資源供需日漸緊張，水資源的高效利用已成為世界各國迫切需要解決的問題，當前，我國水資源緊缺現狀嚴峻，屬于干旱缺水嚴重國家，由于時空分布不均、水土資源不匹配、利用率不高、水浪費和水源污染等特點，造成當前我國水資源的緊缺。

灌區是區域農業發展的基礎，當前水資源短缺成為制約當地經濟發展的重要問題，我國農業灌溉用水的百分之七十都損失再落后的用水管理上，利用渠灌流量智能監測系統是提高該地區農業用水效率的關鍵。然而，灌區渠道較多，測點分布較廣，人工讀取數據浪費人力且精度較低，目前的做法是將流量測量范圍內分成有限個校正段，并對這些校正段給以不同的矯正系數分別給予校正，在實際應用中由于校正點過多，存在測量數據準確性低、實時性差、不能及時進行報警的問題。

發明內容

因此，本發明提供的基于量水槽檢測裝置及量水槽流量檢測方法，克服了現有技術中測量數據準確性低、實時性差、不能及時進行報警的缺陷。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種量水槽檢測裝置，包括：量水槽、超聲波探頭矩陣、立桿、控制器、液位傳感器、無線通訊模塊、智能采集芯片、報警器；

量水槽，所述量水槽用于連接斷面渠道；

超聲波探頭矩陣，設置在量水槽兩側立板的外表面，用于獲取不同聲道的聲波傳播時間、聲波傳播通道的長度；

液位傳感器，設置在量水槽中，用于實時采集測量水面深度；

控制器、智能采集芯片、報警器，設置在所述立桿中；所述智能采集芯片，用于采集量水槽內部水深、量水槽流道底板標高、量水槽寬度、淹沒的流道數、量水槽高度；所述控制器包括存儲器和處理器，處理器根據超聲波探頭矩陣、液位傳感器及智能采集芯片的測量參數實時計算線平均流速、水槽流量，所述存儲器用于存儲控制器的計算數據；

報警器，用于當控制器檢測到超聲波探頭矩陣的探頭損壞或故障時，進行報警。

在一實施例中，還包括：終端APP、無線通訊模塊；

無線通訊模塊設置在所述立桿中；

所述終端APP通過無線通訊模塊與控制器進行數據傳輸。

在一實施例中，太陽能電池板，所述太陽能電池板設置在所述立桿的頂部，所述太陽能電池板連接所述超聲波探頭矩陣、控制器、液位傳感器、無線通訊模塊、智能采集芯片及報警器，為超聲波探頭矩陣、控制器、液位傳感器、無線通訊模塊、智能采集芯片及報警器供電。

第二方面，本發明實施例提供一種量水槽流量檢測方法，基于第一方面的量水槽檢測裝置，所述檢測方法包括：根據不同聲道的線平均流速計算對應聲道的斷面平均流速；

根據量水槽內部水深、量水槽高度判斷渠道是否為滿管，根據每個聲道的斷面平均流速，分別計算滿管、非滿管情況下斷面的總流量；

當超聲波探頭矩陣的探頭異常時，根據聲道相關系數計算斷面的總流量。

在一實施例中，通過以下公式計算不同聲道的線平均流速：