CN111735511B - 一种间歇排水水量监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间歇排水水量的监测系统，包括：安装在排水管末端的量水水箱和副蓄水槽，驱动量水水箱侧壁旋转的液压动力装置，以及记录侧壁旋转次数的电子计数器。本发明的量水水箱实行定量排水，通过计量排水次数来监测排水水量。通过量水水箱和副蓄水槽的交替接水，实现了排水水量的不间断监测。同时充分考虑了排水水量的间歇性和水量大小差异性，本发明安装在排水管末端，保证了排水的大小水量全部流入量水水箱，实现了排水水量精确计量。本发明通过对间歇排水水量监测，解决了排水水量监测，特别是城市污水水量精确计量的难题，填补了精确监测间歇排水水量的技术空缺，为城市水文监测提供了技术支撑。

Description

一种间歇排水水量监测系统和方法

技术领域

本发明涉及一种水量监测系统和方法，是一种适用于自由出流的排水水量的监测系统，是一种既可用于管道也可用于U型渠道水量监测的系统，是一种城市水文监测系统和方法，是一种适用于城市水循环领域对间歇排水水量自动监测的系统和方法。

背景技术

城市排水(污水和雨水)是城市污水的重要来源，也是城市水文循环的重要环节，随着城市化进程加快，城市面积扩大，人口增多，城市用水量增大，城市排水(或污水)量也增大。但由于排水(或污水)属于间歇水流，又含有许多杂质，用传统的管道水量计量仪器(水表或者电磁流量计)无法精确测量，特别是进入化粪池之前的污水，为此需要专门针对间歇流特征监测系统进行计量。一种间歇流的监测设备(公开号：CN 104614030 A)是通过在排水管道或者渠道的末端安装一个在一定容量时翻倒的容器，通过记录翻转次数来实现对间歇流水量的计量。但是在实际操作过程中发现建筑物排水水流冲击翻斗或水流外溅，导致水量监测失真，在实际建筑物排水监测中受到很大限制。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种新型间歇流监测系统和方法。所述的系统采用挖掘机采土方的原理，通过定量控制排水量并记录排放次数来实现水量监测，所述系统的定量量水容器采用类圆柱体状，安装在排水管末端位置，以保障大水小水都能控制并计量，实现了间歇排水量的精确计量。

本发明的目的是这样实现的：一种间歇排水水量监测系统，包括：安装在管道末端的量水水箱，所述的量水水箱是被切割的圆柱体，断面呈切割圆形，圆柱体两边侧壁分离，可以围绕圆心进行旋转，通过旋转侧壁可以实现水箱上部开口时接水和闭口时排水，为保证连续接水性能，在量水箱上部设置有半圆柱副蓄水槽，当量水水箱接满水后两侧壁分别向上旋转45°，箱体上方的副水槽闭合进行接水，同时下部水箱前端的拍门打开进行排水；当量水水箱拍门关闭，量水水箱两侧侧边分别向下旋转45°，上部副蓄水槽分离打开，将所蓄水量排入量水水箱。所述的量水水箱侧壁底部装有电磁感性自动计数器，侧壁旋转下部打开一次，计数器计数一次，如此重复进行排水水量监测。

进一步的，所述的量水水箱由左右两侧半圆形侧壁、后端的圆形挡板和前端的切割圆形拍门组合而成，侧壁和挡板的半径相等，其连接处通过弧形滑槽连接。

进一步的，所述的量水水箱侧壁通过液压动力装置推动进行旋转，实现水箱上部开启下部前端拍门关闭的集水功能和上部关闭下部前端拍门开启的排水功能。

进一步的，所述的动力装置通过安装在量水水箱顶部的液位传感器进行控制，当量水水箱内充满水时，动力装置使两瓣侧壁向上旋转，量水水箱上部闭合，前端拍门打开排水，同时副蓄水槽进行蓄水，量水水箱排水结束后，拍门关闭，向下旋转侧壁，水箱上部打开集水。

进一步的，所述量水水箱的尺寸根据监测目标管道的管径确定，设定目标管径的半径为r，推荐量水水箱的半径

副蓄水槽的半径与量水水箱半径相同。

进一步的，所述的量水水箱的开口角度为90°，半径为R，对应的断面面积

设定水箱的长度为L，相乘得出量水水箱单次集水容积。

本发明产生的有益效果是：本发明通过集蓄排水管道排水的间歇水流，实现定量排放，通过计量排放次数来计量间歇排水水量。本发明为排水水量监测提供了一种经济、简单、精确的监测工具，为城市水文循环过程的排水量监测提供了技术支撑。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的实施例一所述系统的断面示意图；

图2是本发明的实施例一所述系统的立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

实施例一：

本实施例是一种间歇排水量监测系统，图1是本实施例的横断面图，给出了监测系统和被监测排水管的尺寸关系和系统工作原理；图2是本实施例的三维立体图，图1和图2中相同编号代表的部件相同。本实施例包括：安装在排水管3末端的量水水箱1和副蓄水槽2，所述的量水水箱1和副蓄水槽2是连接在一起的具有不同功能的部件。所述量水水箱1的断面是270°切割圆，由对称的左右两瓣组成，安装在支架10上，其工作原理是由液压驱动装置9推动量水水量两边侧壁在圆弧形轨道转动，来实现量水水箱上部打开接水和上部闭合副蓄水槽接水同时前端拍门打开排水两种工况交替进行。所述副蓄水槽2的断面是由2个1/4圆面拼接而成，同样是有左右两瓣组成，分别与量水水箱1的左右两瓣连接为一体，具体旋转造成的节点位置变化见图1中A、B、C、D(左侧)与A’、B’、C’、D’(右侧)。

图2是监测系统在接水和排水两种模式的三维立体示意图，左图是监测系统的接水工况，在量水水箱后端挡板与前端拍门4顶部相同位置处安装有液位传感器7，同时在拍门底部安装液位传感器8，液位传感器通过数据线与控制器5相连接，控制器5与液压传动装置9连接，液压传动装置9通过自身液压杆推动量水水箱1的两侧侧壁旋转和拍门4的起闭。图2右图中量水水箱1处于排水工况，此时液压装置9的液压杆处于支撑状态，副蓄水槽2处于闭合集水状态，拍门4处于开启状态。

图2中6a和6b是磁感应自动计数器，所述自动计数器6b在量水水箱1的前端拍门4被撑起时，拍门上的感应器与计数器磁感应，计数器6b计数1次，自动计数器6a安装在量水水箱1的外侧，与副蓄水槽的外侧的感应器联合计数，当副蓄水槽打开时，计数器6a感应计数1次。

量水水槽每次排水体积固定，通过V＝A×L×N计算得出排水水量，其中A是断面面积，L为量水水箱1的长度，N1、N2分别是计数器6a、6b记录的排水次数,N根据N1、N2确定，当N1＝N2时，N＝N1＝N2，当N1≠N2时，N取N1、N2中较大的数值。

本实施例的关键在于量水水箱和副蓄水槽的协同工作模式，即量水水箱在排水时，上部闭合，同时连接在量水水箱上部的副蓄水槽底部闭合，持续接水，量水水箱前端的拍门同时打开进行排水；量水水箱排水结束，拍门关闭，同时排水水箱两边侧壁旋转，量水水箱上部打开，副蓄水槽中蓄存的水落入量水水箱，保证了对排水的持续监测，避免了量水设施监测过程中水量的间歇流失。

本实施例所述的副蓄水槽底部与量水水槽顶部连接，排水管管底高程与副蓄水槽槽底高程齐平，同时排水管末端深入副蓄水槽内部一段，确保排水口排出的水量可以全部流入，确保了排水量计量的准确性。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于自动计数器数据读取和存储的改进。本实施例所述的自动计数器。

自动计数器的数据通过安装在附近的中继传输到数据工作站(PC机或者其他电子数据处理装置)，实现数据定时存储，方便监测数据读取和统计。

Claims (5)

1.一种间歇排水水量监测系统，其特征在于，包括：安装在排水管末端的量水水箱和与其连接为一体的副蓄水槽，所述副蓄水槽底部与量水水箱侧壁顶部连接为一体；所述的量水水箱断面呈切割圆，侧壁对称分开，通过左右两瓣侧壁围绕圆柱轴旋转实现量水水箱上部开启的接水功能，以及接满水后两侧壁分别向下旋转，量水水箱上部闭合，同时副蓄水槽继续接水，量水水箱前端的拍门则打开进行排水，如此循环往复；所述的副蓄水槽断面由对称两瓣1/4圆组成，两瓣侧壁分别与量水水箱两瓣侧壁连接；

所述的量水水箱侧壁与两端圆面接触处设有圆形轨道，通过安装在量水水箱外面的液压动力装置驱动侧壁旋转。

2.根据权利要求1所述的一种间歇排水水量监测系统，其特征在于，所述的量水水箱和副蓄水槽的半径相等，记为R，均大于等于排水管半径r，由于量水水箱开度为90°角，为保证排水管水不从侧面流出，同时量水水箱直径最小，计算得出

。

3.根据权利要求1所述的一种间歇排水水量监测系统，其特征在于，所述的量水水箱容积根据不同排水监测要求进行设定，通过断面尺寸和水箱长度决定；为保证污水不溢流，根据排水管道的峰值流量进行量水水箱容积的设定。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种间歇排水水量监测系统，其特征在于，量水水箱的排水次数通过具有磁感应自动计数器进行计量。

5.根据权利要求4所述的一种间歇排水水量监测系统，其特征在于，磁感应自动计数器的计量数值通过中继传输到数据工作站，实现持续监测。

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