一种管道内流水深度及流量的测量装置及其测量方法

文档序号:25640068发布日期:2021-06-25 16:48阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种管道内流水深度及流量测量装置,其特征在于,包括主控盒(1)、电子水尺(2)和连接线(3);所述的电子水尺(2)通过连接线(3)顺次连接后,再通过连接线(3)接入主控盒(1)。2.根据权利要求1所述的管道内流水深度及流量测量装置,其特征在于,所述的电子水尺(2)等间距设置在连接线(3)上。3.根据权利要求1所述的管道内流水深度及流量测量装置,其特征在于,述的主控盒(1)悬挂于顶点处用于实时采集下方电子水尺(2)内置的节状水尺传感器的采集信号,并将传感器的实时数据通过物联网上传到云端数据库或总控站。4.根据权利要求1所述的管道内流水深度及流量测量装置,其特征在于,所述的电子水尺(2),其上分布电极,浸入水中不同长度具有不同的电导率,其内置水尺空间姿态角度传感器,实时采集电子水尺(2)的姿态信息。5.根据权利要求1所述的管道内流水深度及流量测量装置,其特征在于,还包括网络通讯模块和低功耗降压电源;所述的网络通讯模块为便捷式网络终端,与管道流水深度和流量测量装置相连接;所述的低功耗降压电源封装于外壳中。6.采用权利要求1

5中任意一项所述的一种管道内流水深度及流量测量装置的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将测量装置安装悬挂于管道顶部;2)测量装置对管道流水深度进行自主测量,获得管道内流水深度h;3)测量装置根据流水深度测量值和水尺传感器的姿态,计算管道内流量q。7.根据权利要求6所述的一种管道内流水深度及流量测量方法,其特征在于,所述的步骤2)中,管道内流水深度h由下式计算:骤2)中,管道内流水深度h由下式计算:骤2)中,管道内流水深度h由下式计算:式中,h表示水面到悬挂点的距离,单位为m;l为水尺传感器最小关节之间的距离,为固定值,单位为m;θ
i
为对应的第i节电子水尺(2)与竖直方向的夹角,由电子水尺(2)内置的水尺空间姿态角度传感器获得,单位为
°
;δl为连接两个电子水尺(2)的连接线之间的距离,为固定值,单位为m;θ
n
为第n节电子水尺(2)的偏移角度,由电子水尺(2)内置的水尺空间姿态角度传感器获得,单位为
°
;n为水面上的电子水尺(2)数量,由电子水尺(2)内置的水尺空间姿态角度传感器获得;为估算水深,单位为m;d为测量装置悬挂点到管底的距离,单位为m。8.根据权利要求6所述的一种管道内流水深度及流量测量方法,其特征在于,所述的步骤3)中,水面宽度为b,断面直径为测量装置悬挂点到管底的距离为d,水包角为管道内流量q由下式计算:根据谢才公式计算过水流量:单位为m3/s。
式中,a为过流断面面积,其计算公式为:单位为m2;r为水力半径,其计算公式为:单位为m;c为谢才系数,其计算公式为:单位为m
1/2
/s,式中,a为粗糙系数;i为水力坡度。9.根据权利要求8所述的一种管道内流水深度及流量测量方法,其特征在于,所述的步骤3)中,根据下标所示:骤3)中,根据下标所示:所述的粗糙系数a按上表选取。10.根据权利要求8所述的一种管道内流水深度及流量测量方法,其特征在于,所述的步骤3)中,根据下标所示:管径(mm)最小设计坡度4000.00155000.00126000.00108000.0008
10000.000612000.000614000.000515000.0005所述的水利坡度i按上表选取。
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