[發明專利]基于單點多只傳感器的船閘運行動態水位監測方法

有效

• 申請號: 202110565964.0
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN113375760B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 陳坤;王銳鋒;齊俊麟;王忠民;楊全林;李明;喬波;何軍;佘立子;易杰;尚樺
• 申請（專利權）人: 長江三峽通航管理局
• 主分類號: G01F23/292
• 分類號: G01F23/292
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.基于單點多只傳感器的船閘運行動態水位監測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：將多個光纖光柵傳感器以一定間距串聯在同一根光纖上，光纖尾部串聯氣壓傳感器作為氣壓補償，形成光纖光柵傳感器組；

步驟2：將多個光纖光柵傳感器分別布置，并通過配線盒(2)將光纖接入光纜；

步驟3：經溫度補償后的各光纖傳感器檢測的光信號以及氣壓補償傳感器的光信號通過光纜傳送至光纖光柵解調器，并通過解調器將光信號轉換為電信號；

步驟4：光纖光柵解調器處理過的電信號通過串口通信傳至中央處理系統CPU處理器，計算得出各傳感器所測壓力值；

步驟5：利用各傳感器組中的氣壓補償傳感器所測得的氣壓值對各組傳感器壓力值進行修正，并計算得出測量點1#、測量點2#、測量點3#、測量點4#不同水深下的各傳感器水位值，分別為H11、H12、H13，H21、H22、H23，H31、H32、H33，H41、H42、H43；

步驟6：根據格拉布斯準則，剔除測量點誤差較大的傳感器測量值，再采用均值法可以計算出測量點1#、測量點2#、測量點3#、測量點4#的有效水位值H1、H2、H3、H4；

步驟7：通過對H1、H2采用均值法計算出上游閘室A的水位值HA；對H3、H4采用均值法計算出下游閘室B的水位值HB。

2.根據權利要求1所述基于單點多只傳感器的船閘運行動態水位監測方法，其特征在于還包括：

步驟8：輸水閥門D開閥運行前，水位監測系統對上游閘室A的水位值HA與下游閘室B的水位值HB進行差值運算，再將所得差值與判定值進行布爾運算；當HA-HB＜△₁時，得出布爾量“0”；當HA-HB≥△₁時，得出布爾量“1”；其中，△₁為開閥控制判定值；該布爾量通過外設接口傳輸至船閘控制系統，作為輸水閥門開啟的必要條件；

步驟9：輸水閥門D開啟后，水位監測系統對上游閘室A的水位值HA與下游閘室B的水位值HB進行差值運算，再將所得差值與判定值進行布爾運算；當HA-HB≤△₂時，得出布爾量“1”；當HA-HB△₂時，得出布爾量“0”；其中，△₂為關閥控制判定值；該布爾量通過外設接口傳輸至船閘控制系統，控制輸水閥門關閥運行；

步驟10：在輸水過程中，水位監測系統對上游閘室A的各傳感器值與下游閘室B的各傳感器值進行差值運算，再將所得差值與判定值進行布爾運算；當H11-H31≤△₃時，得出布爾量“1”；當H11-H31△₃時，得出布爾量“0”；其中，△₃為開閘門控制判定值；同理，測量點1#與測量點3#、測量點2#與測量點3#、測量點1#與測量點4#、測量點2#與測量點4#的各傳感器水位值進行差值運算和布爾運算，共可得出36個布爾量；根據步驟6，對于誤差較大的傳感器測量值不予采集，以確保水位控制信號的可靠性；

步驟11：通過“舉手表決”法，水位監測系統對步驟10得出的36個布爾量進行“表決”：當布爾量“1”數量大于布爾量“0”時，則判定此次運算結果為“1”；當布爾量“1”數量小于布爾量“0”時，則判定此次運算結果為“0”；

步驟12：通過外設接口，步驟11判定的最終布爾量傳輸至船閘控制系統，控制閘門開閘運行；

步驟13：PC端通過串口通信連接CPU處理器，動態顯示各傳感器H11、H12、H13，H21、H22、H23、H31、H32、H33、H41、H42、H43水位值，各測量點H1、H2、H3、H4水位值，閘室HA、HB水位值，以及船閘運行所需的各項水位值和水位控制信號信息。