一种无动力挡板堰监测方法及系统与流程

本发明涉及水利工程，具体涉及一种无动力挡板堰监测方法及系统。

背景技术：

1、堰门是一种水利工程设施，是设置在堰口用于调节水位高度、控制水流流量的闸门，调节堰门可用于配水、排水等，可以防止洪水发生或保证水源供应。

2、但是发明人发现，传统的堰门系统通常需要外部动力或人工干预来控制堰门的开启和关闭，例如：通过人工操作手柄、绳索、电动机、液压系统、气缸等来实现堰门的开合。传统的堰门开合方式，不仅自动化程度不高，需要消耗人力，以及带来能源的消耗，而且无法实现远程监测，难以监测堰门是否完成开启与关闭。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种无动力挡板堰监测方法及系统，以解决传统的堰门系统无法实现远程监测的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种无动力挡板堰监测方法，该方法包括：

3、采集堰门的开度，开度为挡板与堰门之间的距离，挡板上开设有堰口，堰门可移动设置，用于靠近或远离堰口，挡板与堰门配合以控制水流量；

4、采集堰门两侧的液位高度，计算堰门两侧的液位差值，得到管道液位与河道液位的液位差值，其中，管道液位和河道液位分别位于堰门两侧，其中，当液位差值大于预设差值时，堰门在水压的作用下自动远离堰口；

5、获取堰门的宽度；

6、基于开度、液位差值、宽度，计算水流流量；

7、在水流流量达到预设流量的情况下，确定堰门已经开启，将水流流量信息、开启提示发送至终端设备；

8、在河道液位高于管道液位且开度小于预设开度的情况下，确定堰门关闭，发送关闭提示至终端设备。

9、采用无动力挡板堰，根据堰门两侧的液位差值，借助液位差值自动控制堰门启闭，降低了能耗。且利用采集的堰门的开度、堰门两侧的液位差值以及计算出的水流流量，确定堰门是否已经完全开启或完全关闭，并自动向管理人员发送开启、关闭以及当前水流流量等信息，以实时监测堰门的状态，实现了堰门的远程管理和监控，且无需人力操纵堰门的开启与关闭。

10、在一种可选的实施方式中，方法还包括：

11、连续采集堰门两侧的水流图像；

12、基于水流图像，判断是否存在水流流动；

13、在存在水流流动的情况下，发送水流图像至终端设备。

14、在确定存在水流流动的情况下，将相关水流图像发送至终端设备。管理人员可以通过接收到的水流图像，判断堰门是否存在异常情况，进而保障堰门的正常，实现远程监控功能。

15、在一种可选的实施方式中，在河道液位高于管道液位且存在水流流动的情况下，发送异常提示至终端设备。

16、在河道液位高于管道液位的情况下，则会出现河水倒灌的现象，严重影响城市安全。在河道液位高于管道液位，且通过采集的水流图像判断存在水流流动的情况下，发送异常提示至终端设备，即是提示管理人员，堰门出现异常情况，需要及时修护，以保障城市安全。

17、在一种可选的实施方式中，通过以下公式计算水流流量：

18、

19、其中，q为水流流量、w为开度、h0为液位差值、b为宽度。

20、通过水流流量公式，可以直接计算出水流流量，进而提高判断效率，以便管理人员及时监测堰门状态以及异常情况。

21、在一种可选的实施方式中，开度与液位差值的比值的范围为(0,1)。

22、第二方面，本发明提供了一种无动力挡板堰监测系统，该系统包括：

23、位移传感器，包括：发射端与接收端，发射端与接收端分别设置在挡板与堰门上，用于采集堰门的开度，开度为挡板与堰门之间的距离，挡板上开设有堰口，堰门可移动设置，用于靠近或远离堰口，挡板与堰门配合以控制水流量；

24、液位传感器，分别设置在堰门的两侧，用于采集堰门两侧的液位高度，其中，堰门的一侧为管道液位，另一侧为河道液位；

25、控制器，与位移传感器、液位传感器连接，用于计算堰门两侧的液位差值，得到管道液位与河道液位的液位差值，还用于获取堰门的宽度，并基于开度、液位差值、宽度，计算水流流量；

26、通信装置，与控制器连接，用于在水流流量达到预设流量的情况下，将水流流量信息、开启提示发送至终端设备，还用于在开度小于预设开度或堰门两侧的液位高度相同的情况下，发送关闭提示至终端设备。

27、在一种可选的实施方式中，系统还包括：

28、图像采集器，与控制器连接，用于连续采集堰门两侧的水流图像；

29、控制器还用于基于水流图像，判断是否存在水流流动；

30、通信装置还用于在存在水流流动的情况下，发送水流图像至终端设备。

31、在一种可选的实施方式中，位移传感器采用光纤位移传感器。

32、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的无动力挡板堰监测方法。

33、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的无动力挡板堰监测方法。

技术特征：

1.一种无动力挡板堰监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述河道液位高于所述管道液位且存在水流流动的情况下，发送异常提示至所述终端设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式计算所述水流流量：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述开度与所述液位差值的比值的范围为(0,1)。

6.一种无动力挡板堰监测系统，其特征在于，所述系统包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述位移传感器采用光纤位移传感器。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-5任一项所述的无动力挡板堰监测方法。

技术总结
本发明涉及水力工程技术领域，公开了一种无动力挡板堰监测方法及系统，该方法包括：采集堰门的开度；采集堰门两侧的液位高度，计算堰门两侧的液位差值，得到管道液位与河道液位的液位差值，其中，当液位差值大于预设差值时，堰门在水压的作用下自动远离堰口；获取堰门的宽度；基于开度、液位差值、宽度，计算水流流量；在水流流量达到预设流量的情况下，确定堰门已经开启，将水流流量信息、开启提示发送至终端设备；在河道液位高于管道液位且开度小于预设开度的情况下，确定堰门关闭，发送关闭提示至终端设备。在堰门关闭或开启时，自动向管理人员发送开启、关闭以及当前水流流量等信息，以实时监测堰门的状态，实现了堰门的远程管理和监控。

技术研发人员：王荣合,刘敏,刘一,孙可可
受保护的技术使用者：江苏长三角智慧水务研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15