CN109297552A - 快速流量检测方法、装置及快速流量检测仪 - Google Patents

快速流量检测方法、装置及快速流量检测仪 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种快速流量检测方法、装置及快速流量检测仪，不仅仅对液体瞬时流量的测量，还对流量进行累计统计，对平均流量进行计算，同时对测量后的流速进行温度补偿计算，快速流量检测仪采用复合探头的测量方法，结合温度传感器、压力传感器以及超声波传感器同时进行测量。

Description

快速流量检测方法、装置及快速流量检测仪
技术领域
本发明涉及流量检测技术领域，具体而言，涉及一种快速流量检测方法、装置及快速流量检测仪。
背景技术
近些年，我国多个城市在每年雨季都会发生内涝事件，呈现了发生范围广、积水深度大、积水时间长的特点。内涝事件的发生，不仅给人民群众在雨天出行带来诸多不便，而且导致了个人和公共财产的巨大损失，甚至威胁了人民群众的生命安全，引起了社会各方面的广泛关注。要解决和应对城市内涝事件，一方面要靠工程措施，通过规划设计提高标准，完善城市排水防涝系统，并对城市地表的不透水地表进行控制，减少源头径流产生量，增加下游受纳水体的蓄排能力；另一方面要靠管理措施，建立排水监测与预警系统，为政府部门提供排水系统运行的动态监测数据，为大众出行提供精细化的及时预警预报信息，以便科学有效应对不同程度的城市内涝事件。手持式流量检测仪可以在短期内快速测量排水管网的流量信息，设备移动方便，适应于各种不同场合的临时测量和数据分析。现有手持式流量检测仪只是单一的测量管道内流体的瞬时流量，不能统计管道内流体一段时间内的累积流量和平均流量，并且没有温度采集和补偿功能，对于温度变化较大的场合，液体流量的测量和统计会产生较大的偏差。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种快速流量检测方法、装置及快速流量检测仪。
第一方面，本发明实施例提供了一种快速流量检测方法，所述方法包括：
获取原始流速、温度和过水面积；
根据所述原始流速和温度，计算补偿后流速；
根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量。
进一步的，根据所述原始流速和温度，计算补偿后流速，包括：
所述补偿后流速等于所述原始流速与补偿因子和温度的乘积。
进一步的，根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量，包括：
所述瞬时流量等于所述补偿后流速乘以所述过水面积。
进一步的，根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量，包括：
所述累积流量等于所述补偿后流速乘以所述过水面积然后对时间积分。
所述平均流量等于所述累积流量除以所述预设时间。
第二方面，本发明实施例还提供了一种快速流量检测装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取原始流速、温度和过水面积；
第一计算模块，用于根据所述原始流速和温度，计算补偿后流速；
第二计算模块，用于根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量。
进一步的，所述第一计算模块还用于：
所述补偿后流速等于所述原始流速与补偿因子和温度的乘积。
进一步的，所述第二计算模块还用于：
所述瞬时流量等于所述补偿后流速乘以所述过水面积。
第三方面，本发明实施例还提供了一种快速流量检测仪，所述检测仪包括处理模块和检测模块；
所述处理模块包括处理单元和接口单元；
其中，所述处理单元包括处理器和可编程逻辑控制器；
所述可编程逻辑控制器，与所述处理器连接，用于采集数据以及对采集到的数据进行预处理；
所述处理器，与所述可编程逻辑控制器连接，用于对经过预处理的数据进行处理运算；
所述接口单元包括压力传感器接口、温度传感器接口、数字模拟转换器、模拟数字转换器、功率放大器、低噪声放大器、超声波传感器的发波接口和超声波传感器的收波接口；
所述压力传感器接口，与所述处理器连接，用于连接压力传感器，接收压力传感器测量的数据；
所述温度传感器接口，与所述处理器连接，用于连接温度传感器，接收温度传感器测量的数据；
所述超声波传感器的发波接口，与所述功率放大器连接，用于连接超声波传感器，向超声波传感器发射的正弦波信号；
所述功率放大器，与所述超声波传感器的发波接口连接，用于放大正弦波信号的功率；
所述数字模拟转换器，与所述可编程逻辑控制器和功率放大器连接，用于模拟转换所述处理器发出的正弦波的数值；
所述超声波传感器的收波接口，与所述低噪声放大器连接，用于连接超声波传感器，向接收超声波传感器发出的回波信号；
所述低噪声放大器，与所述超声波传感器的收波接口和所述模拟数字转换器连接，用于将超声波传感器发出的回波信号放大；
所述模拟数字转换器，与所述可编程逻辑控制器和低噪声放大器连接，用于将超声波传感器发出的回波信号转换为模拟数字；
所述检测模块包括温度传感器、压力传感器和超声波传感器；
所述温度传感器，与所述温度传感器接口连接，用于检测环境温度，并将环境温度传输给所述处理器；
所述压力传感器，与所述压力传感器接口连接，用于检测压力，并将检测到的压力数据传输给所述处理器；
所述超声波传感器，与所述超声波传感器的收波接口和所述超声波传感器的发波接口连接，用于与接收超声波信号和发出超声波信号。
进一步的，所述检测仪还包括无线传输模块；
所述无线传输模块，与所述处理器连接，用于将所述处理器处理的数据传输到服务器。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存为第二方面所述的装置所用的计算机软件指令。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供了一种快速流量检测方法、装置及快速流量检测仪，不仅仅对液体瞬时流量的测量，还对流量进行累计统计，对平均流量进行计算，同时对测量后的流速进行温度补偿计算，快速流量检测仪采用复合探头的测量方法，结合温度传感器、压力传感器以及超声波传感器同时进行测量。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例所提供的一种快速流量检测方法的流程图；
图2为本发明第二实施例所提供的一种快速流量检测装置的结构框图；
图3为本发明第三实施例所提供的一种快速流量检测仪的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
实施例一
参见图1所示的一种快速流量检测方法的流程图，该方法应用于具体包括如下步骤：
S101.获取原始流速、温度和过水面积；
S102.根据所述原始流速和温度，计算补偿后流速；
其中，补偿后流速等于原始流速与补偿因子和温度的乘积。
其中：F为补偿后流速。
Kt为补偿因子，补偿因子是根据温度设定的。
F原为原始流速，由超声波传感器测量得到。
T为温度，由温度传感器测量得到。
S103.根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量。
其中，瞬时流量等于瞬时流速乘以过水面积。
Q瞬＝F*S
其中：Q瞬为瞬时流量。
F为补偿后的流速。
S为过水面积，过水面积是根据管道模型得到的，不同的管道具有不同的过水面积。
累积流量等于温度补偿后的流速乘以过水面积然后对时间积分。
其中:Q累为液体的累积流量。
F为补偿后的流速。
S为过水面积。
t为液体流经管道的累积时间。
其中：Q累为液体的累积流量。
Q平为液体的平均流速。
t为液体流经管道的累积时间。
实施例二
对于前述实施例所提供的快速流量检测方法，本发明实施例提供了一种快速流量检测的装置，参见图2所示的一种快速流量检测的装置的结构框图，该装置包括如下部分：
获取模块21，用于获取原始流速、温度和过水面积；
第一计算模块22，用于根据所述原始流速和温度，计算补偿后流速；
第二计算模块23，用于根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量。
进一步的，所述第一计算模块还用于：
所述补偿后流速等于所述原始流速与补偿因子和温度的乘积。
进一步的，所述第二计算模块还用于：
所述瞬时流量等于所述补偿后流速乘以所述过水面积。
实施例三
参见图3所示的一种快速流量检测仪的结构图，所述检测仪包括处理模块和检测模块；
所述处理模块包括处理单元和接口单元；
其中，所述处理单元包括处理器31和可编程逻辑控制器32；
所述可编程逻辑控制器32，与所述处理器31连接，用于采集数据以及对采集到的数据进行预处理；
所述处理器31，与所述可编程逻辑控制器32连接，用于对经过预处理的数据进行处理运算；
所述接口单元包括压力传感器接口34、温度传感器接口33、数字模拟转换器35、模拟数字转换器38、功率放大器36、低噪声放大器39、超声波传感器的发波接口37和超声波传感器的收波接口40；
所述压力传感器接口34，与所述处理器连接，用于连接压力传感器，接收压力传感器测量的数据；
所述温度传感器接口35，与所述处理器连接，用于连接温度传感器，接收温度传感器测量的数据；
所述超声波传感器的发波接口37，与所述功率放大器连接，用于连接超声波传感器，向超声波传感器发射的正弦波信号；
所述功率放大器36，与所述超声波传感器的发波接口连接，用于放大正弦波信号的功率；
所述数字模拟转换器35，与所述可编程逻辑控制器和功率放大器连接，用于模拟转换所述处理器发出的正弦波的数值；
所述超声波传感器的收波接口40，与所述低噪声放大器连接，用于连接超声波传感器，向接收超声波传感器发出的回波信号；
所述低噪声放大器39，与所述超声波传感器的收波接口和所述模拟数字转换器连接，用于将超声波传感器发出的回波信号放大；
所述模拟数字转换器38，与所述可编程逻辑控制器和低噪声放大器连接，用于将超声波传感器发出的回波信号转换为模拟数字；
所述检测模块包括温度传感器、压力传感器和超声波传感器；
所述温度传感器，与所述温度传感器接口连接，用于检测环境温度，并将环境温度传输给所述处理器；
所述压力传感器，与所述压力传感器接口连接，用于检测压力，并将检测到的压力数据传输给所述处理器；
所述超声波传感器，与所述超声波传感器的收波接口和所述超声波传感器的发波接口连接，用于与接收超声波信号和发出超声波信号。同时，检测仪的所有传感器和电路板之间的导线全部做屏蔽保护。
进一步的，所述检测仪还包括无线传输模块41；
所述无线传输模块41，与所述处理器连接，用于将所述处理器处理的数据传输到服务器。检测仪采用本地数据保存和远端服务器数据备份基站，保护数据不丢失。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述实施例提供的装置所用的计算机软件指令。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种快速流量检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取原始流速、温度和过水面积；
根据所述原始流速和温度，计算补偿后流速；
根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述原始流速和温度，计算补偿后流速，包括：
所述补偿后流速等于所述原始流速与补偿因子和温度的乘积。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量，包括：
所述瞬时流量等于所述补偿后流速乘以所述过水面积。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量，包括：
所述累积流量等于所述补偿后流速乘以所述过水面积然后对时间积分。
所述平均流量等于所述累积流量除以所述预设时间。
5.一种快速流量检测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取原始流速、温度和过水面积；
第一计算模块，用于根据所述原始流速和温度，计算补偿后流速；
第二计算模块，用于根据所述补偿后流速，计算瞬时流量以及预设时间段内的累积流量和预设时间段内的平均流量。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块还用于：
所述补偿后流速等于所述原始流速与补偿因子和温度的乘积。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块还用于：
所述瞬时流量等于所述补偿后流速乘以所述过水面积。
8.一种快速流量检测仪，其特征在于，所述检测仪包括处理模块和检测模块；
所述处理模块包括处理单元和接口单元；
其中，所述处理单元包括处理器和可编程逻辑控制器；
所述可编程逻辑控制器，与所述处理器连接，用于采集数据以及对采集到的数据进行预处理；
所述处理器，与所述可编程逻辑控制器连接，用于对经过预处理的数据进行处理运算；
所述接口单元包括压力传感器接口、温度传感器接口、数字模拟转换器、模拟数字转换器、功率放大器、低噪声放大器、超声波传感器的发波接口和超声波传感器的收波接口；
所述压力传感器接口，与所述处理器连接，用于连接压力传感器，接收压力传感器测量的数据；
所述温度传感器接口，与所述处理器连接，用于连接温度传感器，接收温度传感器测量的数据；
所述超声波传感器的发波接口，与所述功率放大器连接，用于连接超声波传感器，向超声波传感器发射的正弦波信号；
所述功率放大器，与所述超声波传感器的发波接口连接，用于放大正弦波信号的功率；
所述数字模拟转换器，与所述可编程逻辑控制器和功率放大器连接，用于模拟转换所述处理器发出的正弦波的数值；
所述超声波传感器的收波接口，与所述低噪声放大器连接，用于连接超声波传感器，向接收超声波传感器发出的回波信号；
所述低噪声放大器，与所述超声波传感器的收波接口和所述模拟数字转换器连接，用于将超声波传感器发出的回波信号放大；
所述模拟数字转换器，与所述可编程逻辑控制器和低噪声放大器连接，用于将超声波传感器发出的回波信号转换为模拟数字；
所述检测模块包括温度传感器、压力传感器和超声波传感器；
所述温度传感器，与所述温度传感器接口连接，用于检测环境温度，并将环境温度传输给所述处理器；
所述压力传感器，与所述压力传感器接口连接，用于检测压力，并将检测到的压力数据传输给所述处理器；
所述超声波传感器，与所述超声波传感器的收波接口和所述超声波传感器的发波接口连接，用于与接收超声波信号和发出超声波信号。
9.根据权利要求8所述的检测仪，其特征在于，所述检测仪还包括无线传输模块；
所述无线传输模块，与所述处理器连接，用于将所述处理器处理的数据传输到服务器。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，用于储存为权利要求5至7任意一项所述的装置所用的计算机软件指令。
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