CN107290010B - 一种浸入式明渠电磁流量测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浸入式明渠电磁流量测量系统及方法，该系统包括液位传感器，用于检测明渠中的液位；流速传感器，设于传感器承载装置上，用于检测明渠中的液体流量；传感器承载装置设有使流速传感器沿多方向运动的轨道，传感器承载装置设于明渠上；控制单元，分别与液位传感器、流速传感器和传感器承载装置连接，控制单元用于获取液位传感器的检测信号并处理；用于向传感器承载装置发送驱动流速传感器运动的信号；用于向流速传感器传输驱动信号，并获取和处理流速传感器的检测信号。本发明能够实现明渠内多个点的流量测量，本发明更适合水流情况复杂的明渠的流量检测，获得的流量也更精确。

Description

一种浸入式明渠电磁流量测量系统及方法

技术领域

本发明涉及流量测量技术领域，特别是涉及一种浸入式明渠电磁流量测量系统及方法。

背景技术

电磁流量计可广泛应用于给排水、水泥、医药、化工、轻纺、食品饮料、造纸等技术部门，电磁流量计产品的性能、可靠性和质量对于上述企业的经济效益有着重要的影响。经过多年的技术探索和产品开发，虽然我国已在电磁流量检测仪表开发方面取得了一定的成绩，但仍存在一些问题，主要表现为：目前电磁流量计的应用场合主要是管道式流量的测量，对于明渠流量的测量很少。在一些大型的灌溉区域往往存在很多不同等级的输水渠需要监测，那么明渠流量的测量显得尤为重要。而明渠测量环境相对较恶劣，在不同的监测现场存在不同的干扰问题，如明渠的河道泥沙逐年沉积，现有放置埋在渠底式的电磁流量计需要定期清理，不仅影响明渠流量的测量，还会增加工作人员的负担。对于小型明渠来说，电磁流量计测量精度较高，但是对于大型明渠，由于水流情况复杂，单个流速传感器的测量并不能满足精度要求。综上，如何提供一种适用于明渠流量测量且测量精度高的流量测量系统成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种浸入式明渠电磁流量测量系统及方法，以实现不同等级明渠流量的测量，且能提高明渠的测量精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种浸入式明渠电磁流量测量系统，包括：

液位传感器，用于检测明渠中的液位；

流速传感器，设于传感器承载装置上，用于检测明渠中的液体流量；

所述传感器承载装置设有使所述流速传感器沿多方向运动的轨道，所述传感器承载装置设于明渠上；

控制单元，分别与所述液位传感器、所述流速传感器和所述传感器承载装置连接，所述控制单元用于获取所述液位传感器的检测信号并处理；用于向所述传感器承载装置发送驱动所述流速传感器运动的信号；用于向所述流速传感器传输驱动信号，并获取和处理所述流速传感器的检测信号。

可选的，所述控制单元包括上位机和下位机；所述下位机与所述流速传感器的输入端之间连接有励磁信号驱动模块，所述下位机控制所述励磁信号驱动模块向所述流速传感器施加励磁信号，所述励磁信号由多段双曲正切函数构成的波形。

可选的，所述流速传感器的输出端与所述下位机之间设有信号调理电路，所述信号调理电路包括沿所述流速传感器的检查信号输出方向依次连接的低通滤波电路、一级放大电路、低通滤波二级放大电路、三级放大电路、隔直电路、两级陷波器和四级放大电路。

可选的，所述上位机和所述下位机之间通过无线收发模块进行通信。

可选的，所述传感器承载装置包括横跨于所述明渠的横向轨道、设于所述横向轨道上的变速箱和电机、与所述电机连接的丝杆；所述变速箱与所述下位机连接，按照所述下位机输出的控制信号控制所述流速传感器的运动方向，所述电机与所述变速箱连接；所述流速传感器设于所述丝杆上，所述丝杆带动所述流速传感器纵向运动。

可选的，所述流速传感器设于所述丝杆的底端，所述丝杆的底端向所述明渠中水流方向弯曲。

可选的，所述液位传感器通过液位信号线与所述下位机连接，位于所述液位信号线底端的所述液位传感器探入所述明渠的液体内。

本发明还提供了一种浸入式明渠电磁流量测量方法，利用如上所述的浸入式明渠电磁流量测量系统进行测量，所述测量方法包括：

获取明渠中的液位与明渠的宽度；

根据所述液位和所述宽度计算测速垂线的数量和每条所述测速垂线上的测速点的数量；

根据所述测速垂线和所述测速点移动流速传感器至待测的测速点；

向所述流速传感器发送励磁信号驱动所述流速传感器测速；

获取所述流速传感器检测的每个所述测速点的流速；

根据所述测速点的流速计算每条所述测速垂线上的平均流速；

根据所述平均流速利用内插法计算明渠的流量。

可选的，在所述根据所述测速点的流速计算每条所述测速垂线上的平均流速，之前还包括：

同步采样与每个所述测速点的流速成正比的电压信号；

计算所有所述电压信号的标准差；

若所述标准差大于设定阈值，判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示是时，判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最大值，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果表示是时，对所述测速点的流速进行补偿；

当所述第二判断结果表示否时，控制陷波器增加所述第二级陷波深度，并返回“判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最大值”的步骤；

当所述第一判断结果表示否时，控制陷波器增加所述第一级陷波深度，并返回“判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值”的步骤；

若所述标准差小于所述设定阈值，判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最小值，得到第三判断结果；

当所述第三判断结果表示是时，判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最小值，得到第四判断结果；

当所述第四判断结果表示是时，对所述测速点的流速进行补偿；

当所述第四判断结果表示否时，控制陷波器减小所述第二级陷波深度，并返回“判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最小值”的步骤；

当所述第三判断结果表示否时，控制陷波器减小所述第一级陷波深度，并返回“判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值”的步骤；

若所述标准差等于所述设定阈值，对所述测速点的流速进行补偿。

可选的，所述励磁信号为由多段双曲正切函数构成的波形。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量系统和方法是通过在明渠上设置传感器承载装置，使流速传感器能够在明渠中沿多方向运动，以测量明渠多个点的液体流速，再根据明渠的液体截面积计算出明渠中的液体流量，实现明渠液体流量的测量。同时由于本申请的流速传感器是测量多个点的流速再计算流量，相比现有一个流量传感器测得的一个点的流量，本发明的流量测量更适合水流情况复杂的明渠，并且获得的流量也更精确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量系统的系统结构图；

图2为本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量系统中信号调理电路和励磁信号驱动模块的电路图；

图3为本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量系统中控制单元的电路图；

图4为本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量系统的现场布置图；

图5为图4的1-1剖面图；

图6为本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量方法的主流程图；

图7为本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量方法的细化流程图；

图8为本发明的测量系统的操控界面中的数据采集界面的示意图；

图9为本发明的测量系统的操控界面中的流速传感器位置控制界面的示意图。

其中，1-液位传感器、11-液位信号线、2-流速传感器、3-传感器承载装置、31-变速箱、32-电机、33-横向轨道、34-丝杆、4-控制单元、41-下位机、42-上位机、43-无线收发模块、5-励磁信号驱动模块、6-信号调理电路、61-低通滤波电路、62-一级放大电路、63-低通滤波二级放大电路、64-三级放大电路、65-隔直电路、66-两级陷波器、67-四级放大电路、7-房屋、8-太阳能电池板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种浸入式明渠电磁流量测量系统及方法，以实现不同等级明渠流量的测量，且能提高明渠的测量精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量系统，包括：

液位传感器1，用于检测明渠中的液位；

流速传感器2，设于传感器承载装置3上，用于检测明渠中的液体流量；

所述传感器承载装置3设有使所述流速传感器2沿多方向运动的轨道，所述传感器承载装置3设于明渠上；

控制单元4，分别与所述液位传感器1、所述流速传感器2和所述传感器承载装置3连接，所述控制单元4用于获取所述液位传感器1的检测信号并处理；用于向所述传感器承载装置3发送驱动所述流速传感器2运动的信号；用于向所述流速传感器2传输驱动信号，并获取和处理所述流速传感器2的检测信号。

本实施例中针对明渠测量的特点，将流速传感器2设于能够带动其多方向运动的传感器承载装置3上，而传感器装置设于明渠上，实现了明渠的水位和多点流速的测量，再根据速度-面积法计算出流量，从而实现了水流情况复杂的明渠的流量的精确测量。

在本实施例中，控制单元4可以包括上位机42和下位机41，上位机42和所述下位机41之间通过无线收发模块43进行通信。利用无线远程传输简化了现场布线，实现了无人值守和远程监测，远程监测导出的数据易于实现与灌溉区信息化系统的对接。当然，实际上控制单元4也可以是具有数据处理功能的单片机等微型控制器与智能终端如手机、平板电脑等的结合，通过微型控制器向智能终端上的应用软件发送检测信息，以实现用户随时随地监测明渠流量情况。控制单元4也可以是单独的具有显示和数据处理功能的控制器，这样会限定观测人员的行动范围，但仍能实现明渠流量的监测。

在现有技术中，传统的电磁流量计励磁方式多采用矩形波励磁方式和双频矩形波励磁方式，但是矩形波励磁方式由于存在正负极性的交替变化必然引入极大的微分干扰和同相干扰，虽然双频矩形波励磁方式解决了上述问题，但是存在励磁装置结构复杂，价格昂贵的问题。基于上述问题，在本实施例中，控制单元4中的下位机41与流速传感器2的输入端之间连接有励磁信号驱动模块5，所述下位机41控制所述励磁信号驱动模块5向所述流速传感器2施加励磁信号，所述励磁信号由多段双曲正切函数构成的波形。本实施例利用双曲正切函数的特点提出了一种新型的双曲正切励磁方式，该励磁方式的励磁电压上升和下降过程平缓，能有效解决了传统的矩形波励磁方式上升沿和下降沿引入的脉冲干扰问题，同时相对于双频矩形波励磁方式励磁装置的成本大大降低。

由于明渠测量环境相对较恶劣，在不同的监测现场存在不同的干扰问题，那么就需要电磁流量计有较强的抗干扰能力的基础上实现根据放置场合的不同对现场干扰采取对应的措施。在本实施例中，流速传感器2的输出端与下位机41之间设有信号调理电路6，信号调理电路6包括沿流速传感器2的检查信号输出方向依次连接的低通滤波电路61、一级放大电路62、低通滤波二级放大电路63、三级放大电路64、隔直电路65、两级陷波器66和四级放大电路67。本实施例将流速传感器2检测的信号利用信号调理电路6进行多级滤波处理，并根据高速采样得到信号标准差的大小，利用信号调理电路6中的两级陷波器自动调节滤波电路的陷波深度，避免了对不同的测量环境需要现场反复调试的麻烦，实现测量数据的最优化，提高了系统的测量精度。

图2为本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量系统中信号调理电路6和励磁信号驱动模块5的电路图；图3为本发明提供的浸入式明渠电磁流量测量系统中控制单元4的电路图；如图3所示，下位机41中的主控芯片为STM32F746 U18，其连接了容量大小为8MB的IS42-45S16400J SDRAM U17、容量为16MB的W25Q128 NOR FLASH U16，通过插槽J1外接液晶显示器及触摸屏，P7的引脚1-6对应图2中P6的引脚1-6，P7的引脚7对应图2的P5的引脚1。

采用触摸屏操作，同时将测量数据实时以曲线形式展现，人机界面友好，降低了对操作人员的要求，在系统出现故障时采用模块替换即可，方便实现故障的及时排除，提高了易维护性。同时利用上位机42通过无线通讯实现对明渠的远程测量监控，在明渠式流量的测量中具有广阔的应用前景。

如图2所示，由下位机41控制励磁信号驱动模块5产生励磁信号驱动电磁流速传感器2工作，电磁流速传感器2检测到流速后产生的感应电压，该感应电压分成两路信号经P1进入信号调理电路6，该感应电压的大小和明渠中该点水的平均流速成正比。其中，励磁信号驱动模块5由OPA27 U14和LM1875 U15构成。

该两路信号先经过由两个UAF42 U1、U5组成的低通有源滤波电路61，两个低通滤波电路61截止频率设置成300Hz，用来滤除高频干扰。接着进入由AD620 U4构成的一级差分放大电路61，将两路信号差分成一路信号并放大，有效的抑制了共模干扰。然后通过低通滤波二级放大电路63输出，截止频率为33Hz，低通滤波二级放大电路63是由UAF42 U3组成的低通有源滤波器并加内部放大器构成。由低通滤波二级放大电路63输出的信号依次经由OPA117 U2组成的三级放大电路64、由0.47uF隔直电容C3构成的隔直电路65，隔直电路65用来隔离直流偏置，防止下级放大器饱和。由隔直电路65输出的信号经过由两个NE5532 U7、U8组成的两级高Q值陷波器66，其陷波深度由下位机41的P7输出的控制信号输入P6来控制数字电位器MAX5160 U9、U10、U11、U12实现调节。由陷波器66输出的信号经由OP07 U6构成的四级放大电路67放大后经P5输入下位机41。图2中P2接正负5V电源，P3接正负15V电源，P4接电磁流速传感器2，上位机42与下位机41之间的无线收发模块43由ZigBee实现数据通信。

如图4和5所示，在一具体的实施方式中，与上述实施例不同的是所述传感器承载装置3包括横跨于所述明渠的横向轨道33、设于所述横向轨道33上的变速箱31和电机32、与所述电机32连接的丝杆34；所述变速箱31与所述下位机41连接，按照所述下位机41输出的控制信号控制所述流速传感器2的运动方向，所述电机32与所述变速箱31连接；所述流速传感器2设于所述丝杆34上，所述丝杆34带动所述流速传感器2纵向运动。液位传感器通过液位信号线11与下位机41连接，位于液位信号线11底端的液位传感器1探入明渠的液体内。下位机41根据安装明渠的宽度和液位传感器1测量得到的水深计算出测速垂线数和测速点数，再根据测速垂线数和测速点数控制变速箱31驱动电机32带动电磁流速传感器2实现上下和左右运动。其中，所述流速传感器2设于所述丝杆34的底端，所述丝杆34的底端向所述明渠中水流方向弯曲。本传感器承载装置3的结构可以根据明渠的不同水文情况自动实现多点测量而不需要额外增加电磁流量传感器，承载新型流速传感器2的杆件结构采用底端弯折设计，杆件可以是L型，电磁流速传感器2固定在杆件的底部悬浮在水中，杆件的倾斜的方向同水流方向一致，若明渠中存在悬浮物等垃圾，那么垃圾会顺水流方向流动，杆件的弯曲方向与水流方向相同也就不会阻碍悬浮物的流动，自然也就不会附着或悬挂在杆件上。而且由于流速传感器2是随着杆件不断运动，相比传统的埋在渠底的传感器，本实施例中的流速传感器2无需定期清理表面沉积淤泥。因此，该传感器承载装置3的结构一方面有效的解决了明渠中垃圾堵塞、淤泥沉积等对传感器的影响，另一方面在增加测量精度的同时降低了对大型明渠测量的成本。

在本实施方式中，下位机41、信号调理电路6、励磁信号驱动模块5、无线收发模块43设置于一房屋7中，该房屋7可以是简易房，设置在明渠岸边。该房屋7还可以是一箱体，其用于保护和存放上述电路结构，避免了测量系统受外界天气的影响。在具体流量测量时，可以根据明渠的位置选择供电电源，该供电电源可以是太阳能电池板8产生的电能，也可是是风力发电机32产生的电能，还可以是市电。

与上述实施例对应的，本发明还提供了一种浸入式明渠电磁流量测量方法，利用如上所述的浸入式明渠电磁流量测量系统进行测量，如图6所示，所述测量方法包括：

步骤101：获取明渠中的液位与明渠的宽度；

步骤102：根据所述液位和所述宽度计算测速垂线的数量和每条所述测速垂线上的测速点的数量；

步骤103：根据所述测速垂线和所述测速点移动流速传感器2至待测的测速点；

步骤104：向所述流速传感器2发送励磁信号驱动所述流速传感器2测速；所述励磁信号为由多段双曲正切函数构成的波形；

步骤105：获取所述流速传感器2检测的每个所述测速点的流速；

步骤106：根据所述测速点的流速计算每条所述测速垂线上的平均流速；

步骤107：根据所述平均流速利用内插法计算明渠的流量。

该测量方法中，在步骤106之前还包括滤波参数调整的步骤，所述滤波参数调整的步骤具体包括：

同步采样与每个所述测速点的流速成正比的电压信号；

计算所有所述电压信号的标准差；

若所述标准差大于设定阈值，判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示是时，判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最大值，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果表示是时，对所述测速点的流速进行补偿；

当所述第二判断结果表示否时，控制陷波器增加所述第二级陷波深度，并返回“判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最大值”的步骤；

当所述第一判断结果表示否时，控制陷波器增加所述第一级陷波深度，并返回“判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值”的步骤；

若所述标准差小于所述设定阈值，判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最小值，得到第三判断结果；

当所述第三判断结果表示是时，判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最小值，得到第四判断结果；

当所述第四判断结果表示是时，对所述测速点的流速进行补偿；

当所述第四判断结果表示否时，控制陷波器减小所述第二级陷波深度，并返回“判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最小值”的步骤；

当所述第三判断结果表示否时，控制陷波器减小所述第一级陷波深度，并返回“判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值”的步骤；

若所述标准差等于所述设定阈值，对所述测速点的流速进行补偿。

如图7所示，本实施例的测量方法的具体细化流程如下：给该测量系统上电时，执行硬件检测并对液位传感器1和流速传感器2进行调零校准，初始化完成后，采集明渠中的液位，根据明渠的宽度和液位计算出要采集的测速垂线的数量n和每条测速垂线上要测量的流速点的数量m，然后控制流速传感器2横向移动到最初的位置，每次移动一个横向单位判断横向位置是否到达边界，若未达到，则移动流速传感器2到纵向初始位置，然后每次纵向移动一个单位并判断是否纵向到达边界，若到达，计算该测速垂线上的平均流速；若未达到，则由下位机41控制励磁信号驱动模块5给电磁流速传感器2加励磁信号，一个周期内的励磁信号由多段双曲正切函数构成，然后根据此时同步采样得到的与流速成正比的电压信号判断是否需要执行滤波参数调整，若需要，则调用调整滤波参数子程序，该调整滤波参数子程序通过下位机STM32控制数字电位器U9、U11和U10、U12输出不同的电阻值进而调整由NE5532构成的两级陷波器的陷波深度。滤波参数调整的具体过程为：若下位机41同步采集到与流速信号成正比的一序列电压信号的标准差大于设定阈值，首先判断第一级陷波深度是否达到最大第一级陷波深度，最大第一级陷波深度为下位机41记录的上次控制U11到达的位置，如果未达到，则下位机41控制U11增加第一级陷波深度；如果已达到，则判断第二级陷波深度是否达到最大第二级陷波深度，如果未达到，则通过下位机41控制U9来增大第二级陷波深度；如果已到达，则停止调整。若下位机41同步采集到的与流速成正比的电压信号的标准差小于设定的标准差的阈值，首先判断第一级陷波深度是否达到最小第一级陷波深度，最小第一级陷波深度为下位机41记录的上次控制U11到达的位置，如果未达到，则下位机41控制U11减小第一级陷波深度；如果已达到，则判断第二级陷波深度是否达到最小第二级陷波深度，如果未达到，则通过下位机41控制U9来减小第二级陷波深度；如果已到达，则停止调整。若下位机41同步采集到与流速信号成正比的一序列电压信号的标准差等于设定阈值，则不调整，若不需要调整滤波参数，则同步采样到流速信号并对采样得到的信号进行补偿，最后采集液位信号。若该次所有点的流速均已测得，系统将根据内插法进行流量的计算并进行显示，系统判断是否需要结束测量，若是，则结束运行，反之重复上述测量计算过程。

下位机41的液晶显示器显示的系统界面包括数据采集界面和流速计位置控制界面，分别如图8和图9所示。数据采集监控界面包括实时流速及水位显示、流量显示、选择要绘制的曲线类型以及以曲线类型为纵坐标，时间为横坐标的曲线界面构成。流速计位置控制界面包括可以选择控制传感器位置手动和自动方式的按钮，若选择了手动方式，那么可以在控制方向选择框中选择要移动的方向，也可以直接输入定点编号实现定点移动，右侧界面由下位机41根据明渠情况自动计算出要采样的点数并进行显示，图9示为5条测垂线每条测速垂线采样4个点的情况示例，当前流速传感器2位置显示在1点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种浸入式明渠电磁流量测量系统，其特征在于，包括：

液位传感器，用于检测明渠中的液位；

流速传感器，设于传感器承载装置上，用于检测明渠中的液体流量；

所述传感器承载装置设有使所述流速传感器沿多方向运动的轨道，所述传感器承载装置设于明渠上；

控制单元，分别与所述液位传感器、所述流速传感器和所述传感器承载装置连接，所述控制单元用于获取所述液位传感器的检测信号并处理；用于向所述传感器承载装置发送驱动所述流速传感器运动的信号；用于向所述流速传感器传输驱动信号，并获取和处理所述流速传感器的检测信号；

所述控制单元包括上位机和下位机；所述下位机与所述流速传感器的输入端之间连接有励磁信号驱动模块，所述下位机控制所述励磁信号驱动模块向所述流速传感器施加励磁信号，所述励磁信号由多段双曲正切函数构成的波形；

所述流速传感器的输出端与所述下位机之间设有信号调理电路，所述信号调理电路包括沿所述流速传感器的检查信号输出方向依次连接的低通滤波电路、一级放大电路、低通滤波二级放大电路、三级放大电路、隔直电路、两级陷波器和四级放大电路；

由下位机控制励磁信号驱动模块给电磁流速传感器加励磁信号，一个周期内的励磁信号由多段双曲正切函数构成，然后根据此时同步采样得到的与流速成正比的电压信号判断是否需要执行滤波参数调整，若需要，则调用调整滤波参数子程序，该调整滤波参数子程序通过下位机控制数字电位器U9、U11、U10和U1输出不同的电阻值进而调整两级陷波器的陷波深度；

滤波参数调整的具体过程为：若下位机同步采集到与流速信号成正比的一序列电压信号的标准差大于设定阈值，首先判断第一级陷波深度是否达到最大第一级陷波深度，最大第一级陷波深度为下位机记录的上次控制U11到达的位置，如果未达到，则下位机控制U11增加第一级陷波深度；如果已达到，则判断第二级陷波深度是否达到最大第二级陷波深度，如果未达到，则通过下位机控制U9来增大第二级陷波深度；如果已到达，则停止调整；若下位机同步采集到的与流速成正比的电压信号的标准差小于设定的标准差的阈值，首先判断第一级陷波深度是否达到最小第一级陷波深度，最小第一级陷波深度为下位机记录的上次控制U11到达的位置，如果未达到，则下位机控制U11减小第一级陷波深度；如果已达到，则判断第二级陷波深度是否达到最小第二级陷波深度，如果未达到，则通过下位机控制U9来减小第二级陷波深度；如果已到达，则停止调整；若下位机同步采集到与流速信号成正比的一序列电压信号的标准差等于设定阈值，则不调整，若不需要调整滤波参数，则同步采样到流速信号并对采样得到的信号进行补偿，最后采集液位信号；若该次所有点的流速均已测得，系统将根据内插法进行流量的计算并进行显示，系统判断是否需要结束测量，若是，则结束运行，反之重复上述测量计算过程。

2.根据权利要求1所述的浸入式明渠电磁流量测量系统，其特征在于，所述上位机和所述下位机之间通过无线收发模块进行通信。

3.根据权利要求1所述的浸入式明渠电磁流量测量系统，其特征在于，所述传感器承载装置包括横跨于所述明渠的横向轨道、设于所述横向轨道上的变速箱和电机、与所述电机连接的丝杆；所述变速箱与所述下位机连接，按照所述下位机输出的控制信号控制所述流速传感器的运动方向，所述电机与所述变速箱连接；所述流速传感器设于所述丝杆上，所述丝杆带动所述流速传感器纵向运动。

4.根据权利要求3所述的浸入式明渠电磁流量测量系统，其特征在于，所述流速传感器设于所述丝杆的底端，所述丝杆的底端向所述明渠中水流方向弯曲。

5.根据权利要求1所述的浸入式明渠电磁流量测量系统，其特征在于，所述液位传感器通过液位信号线与所述下位机连接，位于所述液位信号线底端的所述液位传感器探入所述明渠的液体内。

6.一种浸入式明渠电磁流量测量方法，其特征在于，利用如权利要求1-5任一项所述的浸入式明渠电磁流量测量系统进行测量，所述测量方法包括：

获取明渠中的液位与明渠的宽度；

根据所述液位和所述宽度计算测速垂线的数量和每条所述测速垂线上的测速点的数量；

根据所述测速垂线和所述测速点移动流速传感器至待测的测速点；

向所述流速传感器发送励磁信号驱动所述流速传感器测速；

获取所述流速传感器检测的每个所述测速点的流速；

根据所述测速点的流速计算每条所述测速垂线上的平均流速；

根据所述平均流速利用内插法计算明渠的流量；

其中，所述励磁信号为由多段双曲正切函数构成的波形；

在所述根据所述测速点的流速计算每条所述测速垂线上的平均流速，之前还包括：

同步采样与每个所述测速点的流速成正比的电压信号；

计算所有所述电压信号的标准差；

若所述标准差大于设定阈值，判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示是时，判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最大值，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果表示是时，对所述测速点的流速进行补偿；

当所述第二判断结果表示否时，控制陷波器增加所述第二级陷波深度，并返回“判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最大值”的步骤；

当所述第一判断结果表示否时，控制陷波器增加所述第一级陷波深度，并返回“判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值”的步骤；

若所述标准差小于所述设定阈值，判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最小值，得到第三判断结果；

当所述第三判断结果表示是时，判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最小值，得到第四判断结果；

当所述第四判断结果表示是时，对所述测速点的流速进行补偿；

当所述第四判断结果表示否时，控制陷波器减小所述第二级陷波深度，并返回“判断第二级陷波深度是否达到第二级陷波深度最小值”的步骤；

当所述第三判断结果表示否时，控制陷波器减小所述第一级陷波深度，并返回“判断第一级陷波深度是否达到第一级陷波深度最大值”的步骤；

若所述标准差等于所述设定阈值，对所述测速点的流速进行补偿。