[發明專利]用于城市排水管網水位和流量監測系統及方法

在審

• 申請號: 202110525035.7
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113324594A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 常應祥;馬榮昌;胡彥彬;饒卓;彭軍
• 申請（專利權）人: 湖南金龍智造科技股份有限公司
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G01F23/00
• 代理公司: 長沙德恒三權知識產權代理事務所(普通合伙) 43229
• 代理人: 張璋

1.一種用于城市排水管網水位和流量監測系統，其特征在于，包括用于水域信息監測的監測終端，與所述監測終端通信連接的遙測通訊終端，與所述遙測通訊終端通信連接的通信單元，與所述通信單元通信連接的數據庫服務器，以及與所述數據庫服務器通信連接的系統展示平臺，以及與所述遙測通訊終端連接的供電設備。

2.根據權利要求1所述的用于城市排水管網水位和流量監測系統，其特征在于，所述監測終端包括多普勒超聲波流速儀、COD傳感器、氨氮傳感器或視頻監控器中至少一種。

3.根據權利要求1所述的用于城市排水管網水位和流量監測系統，其特征在于，所述系統展示平臺包括數據展示功能模塊、歷史記錄查詢功能模塊、閾值設定功能模塊、預警報警功能模塊、對比分析及篩選功能模塊、圖表展示功能模塊以及可拓展模塊。

4.根據權利要求1所述的用于城市排水管網水位和流量監測系統，其特征在于，所述通信單元包括NB-IoT、GPRS或有線光纖通信模塊。

5.一種用于城市排水管網水位和流量監測方法，該方法采用如權利要求1-4任一所述的用于城市排水管網水位和流量監測系統，其特征在于，包括：

將監測終端安裝在待測水流區域；

將監測終端與遙測通訊終端通信連接，并通過遙測通訊終端進行排水管網類型和計算橫截面積，再根據流量計算公式進行流量計算，并將結果發送到系統展示平臺；

系統展示平臺設定閾值范圍以便于進行自動報警。

6.根據權利要求5所述的用于城市排水管網水位和流量監測方法，其特征在于，所述流量計算公式如下：

Q＝S*V*a

其中，S表示當前過流面積；V表示當前瞬時流速；a表示系數，取值為1。

7.根據權利要求6所述的用于城市排水管網水位和流量監測方法，其特征在于，所述過流面積包括箱涵斷面面積、管道斷面面積或溝渠斷面面積。

8.根據權利要求7所述的用于城市排水管網水位和流量監測方法，其特征在于，所述箱涵斷面面積計算包括：

當箱涵為矩形時，則過流面積為S＝W*SH，W表示渠道寬度，SH表示水深；

當箱涵為梯形時，先計算水面寬度WL＝W2+(W1-W2)*SH/H；再計算梯形面積＝(窄底+寬底)*高/2，最后計算面積S＝(WL+W2)*SH/2，W1表示梯形的寬底、W2表示梯形的窄底和H表示梯形的高度。

9.根據權利要求7所述的用于城市排水管網水位和流量監測方法，其特征在于，所述管道斷面面積計算包括：

滿管：S＝pi*(D/2)*(D/2)；

半管：S＝pi*(D/2)*(D/2)/2；

小于半管：即水位h＜D/2時，S＝(θ-sinθcosθ)r²，濕周ρ＝2θr；

大于半管：即水位h＞D/2時，S＝(pi-θ+sinθcosθ)r²，濕周ρ＝2(pi-θ)r；

其中D為管道直徑，pi為圓周率，θ為平面角。

10.根據權利要求7所述的用于城市排水管網水位和流量監測方法，其特征在于，所述溝渠斷面面積計算采用分割法進行包括：

溝渠屬于非規則管道需要計算河床斷面，河床斷面與水面形成封閉多邊形；

利用任意多邊形都可以分割為N個三角形，將封閉多邊形分割成多個三角形，然后計算每個三角形面積；

將多個三角形面積進行累加得到溝渠斷面面積。