CN106525146A - 一种激光明渠磁感应流量计量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光明渠磁感应流量计量系统，包括槽宽测量仪、电磁传感器和激光测量仪，所述槽宽测量仪、电磁传感器和激光测量仪均安装在明渠水槽上；还包括处理终端，槽宽测量仪、电磁传感器和激光测量仪均通讯连接至处理终端，槽宽测量仪用于获取明渠水槽的槽宽数据，并将获取的槽宽数据发送至处理终端，电磁传感器用于获取明渠水槽内的流速数据，并将获取的流速数据发送给处理终端，激光测量仪用于获取明渠水槽内的液位数据，并将获取的液位数据发送给处理终端，处理终端对获取的槽宽数据、流速数据和液位数据进行处理，以获得明渠水槽的流量。该激光明渠磁感应流量计量系统测量准确度高，且安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及明渠流量计量设备技术领域，具体是一种激光明渠磁感应流量计量系统。
背景技术
明渠是一种具有自由表面（表面上各点受大气压强的作用）水流的渠道。根据它的形成可分为天然明渠和人工明渠。前者如天然河道；后者如人工输水渠道、运河及未充满水流的管道等。明渠是现有的应用极为广泛的流体输送设施。为了对明渠的流量进行有效监测，需要在明渠内设置明渠流量计。现有的明渠流量计普遍存在以下缺陷：准确度等级低，仅为5.0级（允许误差为±5%），难以用于贸易结算；对明渠流量计的现场校准方法单一，只能通过测量液位并经过计算获得流量数据，根据获取的流量数据以对明渠流量计进行校正。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光明渠磁感应流量计量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种激光明渠磁感应流量计量系统，包括槽宽测量仪、电磁传感器和激光测量仪，所述槽宽测量仪、电磁传感器和激光测量仪均安装在明渠水槽上；所述激光明渠磁感应流量计量系统，还包括处理终端，槽宽测量仪、电磁传感器和激光测量仪均通讯连接至处理终端，槽宽测量仪用于获取明渠水槽的槽宽数据，并将获取的槽宽数据发送至处理终端，电磁传感器用于获取明渠水槽内的流速数据，并将获取的流速数据发送给处理终端，激光测量仪用于获取明渠水槽内的液位数据，并将获取的液位数据发送给处理终端，处理终端对获取的槽宽数据、流速数据和液位数据进行处理，以获得明渠水槽的流量。
作为本发明进一步的方案：所述槽宽测量仪包括基座，基座共有两个，且对称安装在明渠水槽的两侧，两个基座之间安装有滑杆，滑杆上滑动安装有安装座；所述安装座上安装有测量架；所述测量架上滑动安装有移动座，测量架上还安装有驱动移动座沿测量架滑动的驱动电机，移动座上安装有激光测距模块。
作为本发明再进一步的方案：所述滑杆共有两个，且沿竖直方向间隔设置。
作为本发明再进一步的方案：所述安装座上开设有多个安装孔，固定螺栓穿过安装孔将测量架竖直固定安装在安装座上。
作为本发明再进一步的方案：所述移动座上还安装有导轨，激光测距模块安装板通过滑块滑动安装在导轨上，激光测距模块共有两个，且间隔对称安装在激光测距模块安装板上。
作为本发明再进一步的方案：所述激光测量仪通过仪表支架安装在明渠水槽上。
作为本发明再进一步的方案：所述槽宽测量仪、电磁传感器和激光测量仪均通过总线通讯连接至处理终端。
作为本发明再进一步的方案：所述处理终端为电脑。
作为本发明再进一步的方案：所述电磁传感器为差动电磁传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明激光明渠磁感应流量计量系统采用激光测量明渠的液位、槽宽测量仪测量明渠的槽宽数据、差动电磁传感器测量明渠的流速，三者者相结合获取明渠的流量数据，有效的提高了明渠流量的测量精度，测量准确度优于1.5级；
2、本发明激光明渠磁感应流量计量系统现场安装方便，方便转移，能够用于比对及矫正现有的明渠流量计，如超声波流量计。
附图说明
图1为激光明渠磁感应流量计量系统的主视结构示意图。
图2为激光明渠磁感应流量计量系统的俯视结构示意图。
图3为激光明渠磁感应流量计量系统中槽宽测量仪的结构示意图。
图4为激光明渠磁感应流量计量系统中测量架的主视结构示意图。
图5为激光明渠磁感应流量计量系统中测量架的俯视结构示意图。
图中：1-明渠水槽、2-槽宽测量仪、21-基座、22-滑杆、23-安装孔、24-安装座、25-测量架、26-移动座、27-导轨、28-滑块、29-激光测距模块安装板、210-激光测距模块、3-电磁传感器、4-仪表支架、5-激光测量仪。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-5，一种激光明渠磁感应流量计量系统，包括槽宽测量仪2、电磁传感器3和激光测量仪5，所述槽宽测量仪2、电磁传感器3和激光测量仪5均安装在明渠水槽1上，激光测量仪5在明渠水槽1上的安装方式不加限制，本实施例中，优选的，所述激光测量仪5通过仪表支架4安装在明渠水槽1上；所述激光明渠磁感应流量计量系统，还包括处理终端，槽宽测量仪2、电磁传感器3和激光测量仪5均通讯连接至处理终端，槽宽测量仪2用于获取明渠水槽1的槽宽数据，并将获取的槽宽数据发送至处理终端，电磁传感器3用于获取明渠水槽1内的流速数据，并将获取的流速数据发送给处理终端，激光测量仪5用于获取明渠水槽1内的液位数据，并将获取的液位数据发送给处理终端，处理终端对获取的槽宽数据、流速数据和液位数据进行处理，以获得明渠水槽1的流量，槽宽测量仪2、电磁传感器3和激光测量仪5三者与处理终端之间的通讯方式不加限制，本实施例中，优选的，所述槽宽测量仪2、电磁传感器3和激光测量仪5均通过485总线通讯连接至处理终端，所述处理终端为电脑，所述电磁传感器3为差动电磁传感器；所述槽宽测量仪2包括基座21，基座21共有两个，且对称安装在明渠水槽1的两侧，两个基座21之间安装有滑杆22，滑杆22上滑动安装有安装座24，安装座24能够沿着滑杆22移动，安装座24在滑杆22上的移动方式可以为人工推动或者电机驱动，滑杆22的数量不加限制，本实施例中，优选的，所述滑杆22共有两个，且沿竖直方向间隔设置；所述安装座24上安装有测量架25，安装座24与测量架25之间的连接方式不加限制，本实施例中，优选的，所述安装座24上开设有多个安装孔23，固定螺栓穿过安装孔23将测量架25竖直固定安装在安装座24上，当安装座24沿着滑杆22移动时，将带动测量架25沿着滑杆22移动；所述测量架25上滑动安装有移动座26，测量架25上还安装有驱动移动座26沿测量架25滑动的驱动电机211，移动座26上安装有激光测距模块210，激光测距模块210位于明渠水槽1内，当驱动电机211带动移动座26沿测量架25上下移动时，就带动激光测距模块210沿着测量架25升降，从而对明渠水槽1在各个高度的槽宽进行测量，再结合明渠水槽1内的液位数据，就能够获知明渠水槽1内流体的截面积；所述移动座26上还安装有导轨27，激光测距模块安装板29通过滑块28滑动安装在导轨27上，激光测距模块210共有两个，且间隔对称安装在激光测距模块安装板29上，两个激光测距模块210相互配合，用于获取明渠水槽1的槽宽数据。
本发明的工作原理是：所述激光明渠磁感应流量计量系统，处理终端采集激光测量仪5所测量的数据，并采集槽宽测量仪2获取的槽宽数据、电磁传感器3获取的流速数据，利用后两者对前者的数据进行补偿计算，以增加激光流量仪5的的测量精度和准确性。具体为：在测量时，首先将安装座24沿着滑杆22移动，直至测量架25位于明渠水槽1内，驱动电机211带动移动座26沿测量架25移动至明渠水槽1的底端，然后驱动电机211带动移动座26沿测量架25上移，进而带动激光测距模块210沿着测量架25上移，直至激光测距模块210移动至明渠水槽1的上沿所在的高度，在此过程中，槽宽测量仪2获取明渠水槽1在各个高度的槽宽数据，并将获取的槽宽数据发送至处理终端，激光测量仪5用于获取明渠水槽1内的液位数据，并将获取的液位数据发送给处理终端，根据明渠水槽1在各个高度的槽宽数据再结合明渠水槽1内的液位数据，就能够获知明渠水槽1内流体的截面积S，电磁传感器3用于获取明渠水槽1内的流速数据，并将获取的流速数据发送给处理终端，处理终端根据获取的流体的截面积S以及流速数据V，经过计算处理，就能够获取明渠水槽1的流量Q，其中v=Q/3600/S。
为了对本发明激光明渠磁感应流量计量系统的测量效果进行验证，分别采用本发明激光明渠磁感应流量计量系统及1英寸喉宽的巴歇尔槽对某矩形明渠进行流量测量，测量结果如表1所示。对矩形明渠采用巴歇尔槽测量流量，巴歇尔槽的流量与其液位相对应，通过巴歇尔槽的液位就能够换算获得矩形明渠的流量。
表1 激光明渠磁感应流量计量系统与巴歇尔槽测量结果对照表
从上表可以看出，本发明激光明渠磁感应流量计量系统的误差在1.5%以内。
为了将本发明激光明渠磁感应流量计量系统与现有的常规明渠流量计的测量效果进行对比，分别采用本发明激光明渠磁感应流量计量系统与现有的常规明渠流量计对某明渠进行流量测量，测量结果如表2所示。
表2 激光明渠磁感应流量计量系统与现有的常规明渠流量计的测量对比表
本发明激光明渠磁感应流量计量系统采用激光测量明渠的液位、槽宽测量仪测量明渠的槽宽数据、差动电磁传感器测量明渠的流速，三者者相结合获取明渠的流量数据，有效的提高了明渠流量的测量精度，测量准确度优于1.5级；本发明激光明渠磁感应流量计量系统现场安装方便，方便转移，能够用于比对及矫正现有的明渠流量计，如超声波流量计。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，包括槽宽测量仪（2）、电磁传感器（3）和激光测量仪（5），所述槽宽测量仪（2）、电磁传感器（3）和激光测量仪（5）均安装在明渠水槽（1）上；所述激光明渠磁感应流量计量系统，还包括处理终端，槽宽测量仪（2）、电磁传感器（3）和激光测量仪（5）均通讯连接至处理终端，槽宽测量仪（2）用于获取明渠水槽（1）的槽宽数据，并将获取的槽宽数据发送至处理终端，电磁传感器（3）用于获取明渠水槽（1）内的流速数据，并将获取的流速数据发送给处理终端，激光测量仪（5）用于获取明渠水槽（1）内的液位数据，并将获取的液位数据发送给处理终端，处理终端对获取的槽宽数据、流速数据和液位数据进行处理，以获得明渠水槽（1）的流量。
2.根据权利要求1所述的激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，所述槽宽测量仪（2）包括基座（21），基座（21）共有两个，且对称安装在明渠水槽（1）的两侧，两个基座（21）之间安装有滑杆（22），滑杆（22）上滑动安装有安装座（24）；所述安装座（24）上安装有测量架（25）；所述测量架（25）上滑动安装有移动座（26），测量架（25）上还安装有驱动移动座（26）沿测量架（25）滑动的驱动电机（211），移动座（26）上安装有激光测距模块（210）。
3.根据权利要求2所述的激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，所述滑杆（22）共有两个，且沿竖直方向间隔设置。
4.根据权利要求3所述的激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，所述安装座（24）上开设有多个安装孔（23），固定螺栓穿过安装孔（23）将测量架（25）竖直固定安装在安装座（24）上。
5.根据权利要求4所述的激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，所述移动座（26）上还安装有导轨（27），激光测距模块安装板（29）通过滑块（28）滑动安装在导轨（27）上，激光测距模块（210）共有两个，且间隔对称安装在激光测距模块安装板（29）上。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，所述激光测量仪（5）通过仪表支架（4）安装在明渠水槽（1）上。
7.根据权利要求6所述的激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，所述槽宽测量仪（2）、电磁传感器（3）和激光测量仪（5）均通过（485）总线通讯连接至处理终端。
8.根据权利要求7所述的激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，所述处理终端为电脑。
9.根据权利要求8所述的激光明渠磁感应流量计量系统，其特征在于，所述电磁传感器（3）为差动电磁传感器。
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