CN113419076A - 一种闸门过水断面测流方法 - Google Patents

一种闸门过水断面测流方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113419076A
CN113419076A CN202110748366.7A CN202110748366A CN113419076A CN 113419076 A CN113419076 A CN 113419076A CN 202110748366 A CN202110748366 A CN 202110748366A CN 113419076 A CN113419076 A CN 113419076A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gate
flow velocity
flow
measurement
doppler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202110748366.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张喜
于子朔
于树利
张家铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tangshan Modern Industry Control Technology Co Ltd
Original Assignee
Tangshan Modern Industry Control Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tangshan Modern Industry Control Technology Co Ltd filed Critical Tangshan Modern Industry Control Technology Co Ltd
Priority to CN202110748366.7A priority Critical patent/CN113419076A/zh
Publication of CN113419076A publication Critical patent/CN113419076A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G01P5/241—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明涉及一种闸门过水断面测流方法，属于水利闸门流量测量技术领域。技术方案是：在多普勒垂线剖面流速传感器的检测波束的覆盖范围内，流速检测点包含闸板下沿之下，即闸门开度范围内的垂线流速，也包含闸板下沿之上，即闸门开度范围之外的垂线流速，闸门测控仪（7）通过闸位传感器（5）确定闸门开度即闸板下沿的位置，从而确定闸板下沿及以下为有效流速测点，参与流速计算，闸板下沿之上为无效流速测点，所测流速值被抛掉；在有效测流范围内分层测流。本发明的有益效果：在有效测流范围内分层测流，避免闸板下沿以上部分的扰流对过闸流速的影响，可以实现过闸流量的连续在线测量，高精度计算过闸流量，便于管理部门管理。

Description

一种闸门过水断面测流方法
技术领域
本发明涉及一种闸门过水断面测流方法，属于水利闸门流量测量技术领域。
背景技术
目前，现有的水利闸门流量测量方法采用的计算公式，一般误差比较大。上述缺陷长期困扰行业人员，但是多年来又没有更好的解决办法，一定程度上限制了闸门量水的应用。本申请人之前申请了202022291714.6 “一种多普勒法水利闸门测流装置”，存在如下问题：1、多普勒流速传感器采用单测点测流速，不能涵盖整个垂线各点的流速，误差较大；2、缺乏流速测量的具体方法，一定程度上限制了该技术的应用。
发明内容
本发明目的是提供一种闸门过水断面测流方法，采用垂线剖面多普勒流速传感器进行垂线剖面多点检测流速，实现该垂线上各点流速的全面检测，在有效测流范围内分层测流，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种闸门过水断面测流方法，包含如下步骤：
①多普勒垂线剖面流速传感器安装在闸后底面上，为多垂线布设，数量至少为一个；
②多普勒垂线剖面流速传感器面向闸板，向斜上方发出一束超声波多普勒多点流速检测波束，该波束上的流速检测点的数量及间距可以设定，由于制造时波束的角度已经确定，闸板下垂线上各点的实际流速值为该波束角的余弦值；
③在多普勒垂线剖面流速传感器的检测波束的覆盖范围内，流速检测点包含闸板下沿之下，即闸门开度范围内的垂线流速，也包含闸板下沿之上，即闸门开度范围之外的垂线流速，闸门测控仪通过闸位传感器确定闸门开度即闸板下沿的位置，从而确定闸板下沿及以下为有效流速测点，参与流速计算，闸板下沿之上为无效流速测点，所测流速值被抛掉；在有效测流范围内分层测流；
④所述分层测流是根据闸门测控仪采集到的闸位传感器检测到的闸门开度，确定多普勒垂线剖面流速传感器的流速有效监测范围，设定该垂线上各层流速检测点的间隔和总检测点数，总检测点数即分层测流的层数，并检测该垂线上各检测点的流速值，从而得到该垂线上的平均流速；
⑤由于闸门开度已知，闸门宽度为确定值，因此闸门的过水面积可以确定，又由于闸后为多垂线的多普勒垂线剖面流速传感器的布设方式，又测得了个垂线的平均流速，从而得到整个闸门过水断面的平均流速，平均流速与闸门过水面积的乘积即为闸门过水流量。
所述多普勒垂线剖面流速传感器的数量为多个，多个多普勒垂线剖面流速传感器设置在闸板的下游，沿闸道宽度方向布置，在闸板的下游形成多声道测流结构。
多个所述多普勒垂线剖面流速传感器和闸位传感器分别与闸门测控仪连接。
所述闸位传感器为绝对型编码器式闸位传感器。
本发明的创新点为：
1、多普勒流速传感器由原来的垂线上某一点检测流速，改进为多普勒垂线剖面流速传感器，垂线剖面多点检测流速，实现该垂线上各点流速的全面检测；
2、多普勒垂线剖面流速传感器布设在闸板下游无淤积的底面上，安装、防护、维护都非常简单；
3、根据闸门不同的开度，在计算出过水断面的同时，还给出某一垂线上各点流速的检测方法，避免闸板下沿以上部分的扰流对过闸流速的影响；
采用本发明，可以测量闸道开口内流速场不均匀时多垂线上各点流速，同时监测闸门过水断面，通过流速面积法，得到该断面上更为精确的过闸流量，完成自动闸门测流任务。
本发明中，多普勒流速传感器、闸位传感器、流速面积法、闸门测控仪、闸板等均是本领域公知的内容。
本发明通过绝对型编码器式闸位传感器测出闸道过水面积，利用多通道闸后多普勒垂线剖面流速传感器测出各垂线上多点的流速，从而得到更精确的平均流速，采用流速面积法计算出过闸流量，测量精度高，实现计算过闸流量的自动测量。
本发明的有益效果：在有效测流范围内分层测流，避免闸板下沿以上部分的扰流对过闸流速的影响，可以实现过闸流量的连续在线测量，高精度计算过闸流量，便于管理部门管理。
附图说明
图1是本发明闸门多普勒测流装置侧视图；
图2是本发明闸门多普勒测流装置主视图；
图3是本发明闸门多普勒测流装置电气连接示意图；
图4是本发明闸门垂线多点测流方式示意图；
图中：闸道1、闸板2、闸门基座3、闸门启闭机4、闸位传感器5、多普勒垂线剖面流速传感器6、闸门测控仪7、水流方向8、渠底9、上游10、下游11、波束角12、闸板下沿之上为无效流速测点13、闸板下沿及以下为有效流速测点14、多普勒多点流速检测波束15。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
一种闸门过水断面测流方法，包含如下步骤：
①多普勒垂线剖面流速传感器安装在闸后底面上，为多垂线布设，数量至少为一个；
②多普勒垂线剖面流速传感器面向闸板，向斜上方发出一束超声波多普勒多点流速检测波束，该波束上的流速检测点的数量及间距可以设定，由于制造时波束的角度已经确定，闸板下垂线上各点的实际流速值为该波束角12的余弦值；
③在多普勒垂线剖面流速传感器的检测波束的覆盖范围内，流速检测点包含闸板下沿之下，即闸门开度范围内的垂线流速，也包含闸板下沿之上，即闸门开度范围之外的垂线流速，闸门测控仪7通过闸位传感器5确定闸门开度即闸板下沿的位置，从而确定闸板下沿及以下为有效流速测点14，参与流速计算，闸板下沿之上为无效流速测点13，所测流速值被抛掉；在有效测流范围内分层测流；
④所述分层测流是根据闸门测控仪7采集到的闸位传感器5检测到的闸门开度，确定多普勒垂线剖面流速传感器6的流速有效监测范围，设定该垂线上各层流速检测点的间隔和总检测点数，总检测点数即分层测流的层数，并检测该垂线上各检测点的流速值，从而得到该垂线上的平均流速；
⑤由于闸门开度已知，闸门宽度为确定值，因此闸门的过水面积可以确定，又由于闸后为多垂线的多普勒垂线剖面流速传感器的布设方式，又测得了个垂线的平均流速，从而得到整个闸门过水断面的平均流速，平均流速与闸门过水面积的乘积即为闸门过水流量。
所述多普勒垂线剖面流速传感器6的数量为多个，多个多普勒垂线剖面流速传感器6设置在闸板2的下游11，沿闸道1宽度方向布置，在闸板2的下游11形成多声道测流结构。
多个所述多普勒垂线剖面流速传感器6和闸位传感器5分别与闸门测控仪7连接。
参照附图1、2、3、4，多普勒测流装置设置在闸道的启闭机室处，启闭机室内设有闸门启闭机4，闸位传感器5匹配在闸门启闭机4上，闸板2设置在闸道1中、闸门启闭机4之下，闸门启闭机4设置在闸门基座3上，闸门基座3设置在闸道上方，闸门启闭机连接闸板，所述启闭机室内设有闸门测控仪7。
本发明采用上述多普勒测流装置进行测流，核心为：闸板下沿以下为有效测流范围，闸板下沿以上无效测流数据抛掉，在有效测流范围内分层测流。
采用多普勒垂线剖面流速传感器，可以得到各垂线上多点的流速，使得过闸平均流速的测量更加精确。

Claims (3)

1.一种闸门过水断面测流方法，其特征在于包含如下步骤：
①多普勒垂线剖面流速传感器安装在闸后底面上，为多垂线布设，数量至少为一个；
②多普勒垂线剖面流速传感器面向闸板，向斜上方发出一束超声波多普勒多点流速检测波束，该波束上的流速检测点的数量及间距可以设定，由于制造时波束的角度已经确定，闸板下垂线上各点的实际流速值为该波束角（12）的余弦值；
③在多普勒垂线剖面流速传感器的检测波束的覆盖范围内，流速检测点包含闸板下沿之下，即闸门开度范围内的垂线流速，也包含闸板下沿之上，即闸门开度范围之外的垂线流速，闸门测控仪（7）通过闸位传感器（5）确定闸门开度即闸板下沿的位置，从而确定闸板下沿及以下为有效流速测点（14），参与流速计算，闸板下沿之上为无效流速测点（13），所测流速值被抛掉；在有效测流范围内分层测流；
④所述分层测流是根据闸门测控仪（7）采集到的闸位传感器（5）检测到的闸门开度，确定多普勒垂线剖面流速传感器（6）的流速有效监测范围，设定该垂线上各层流速检测点的间隔和总检测点数，总检测点数即分层测流的层数，并检测该垂线上各检测点的流速值，从而得到该垂线上的平均流速；
⑤由于闸门开度已知，闸门宽度为确定值，因此闸门的过水面积可以确定，又由于闸后为多垂线的多普勒垂线剖面流速传感器的布设方式，又测得了个垂线的平均流速，从而得到整个闸门过水断面的平均流速，平均流速与闸门过水面积的乘积即为闸门过水流量。
2.根据权利要求1所述的一种闸门过水断面测流方法，其特征在于：所述多普勒垂线剖面流速传感器（6）的数量为多个，多个多普勒垂线剖面流速传感器（6）设置在闸板（2）的下游（11），沿闸道（1）宽度方向布置，在闸板（2）的下游（11）形成多声道测流结构。
3.根据权利要求2所述的一种闸门过水断面测流方法，其特征在于：多个所述多普勒垂线剖面流速传感器（6）和闸位传感器（5）分别与闸门测控仪（7）连接。
CN202110748366.7A 2021-07-02 2021-07-02 一种闸门过水断面测流方法 Withdrawn CN113419076A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110748366.7A CN113419076A (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种闸门过水断面测流方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110748366.7A CN113419076A (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种闸门过水断面测流方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113419076A true CN113419076A (zh) 2021-09-21

Family

ID=77719998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110748366.7A Withdrawn CN113419076A (zh) 2021-07-02 2021-07-02 一种闸门过水断面测流方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113419076A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114154122A (zh) * 2022-02-09 2022-03-08 杭州开闳流体科技有限公司 测流数据质量评估方法、装置及应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003185478A (ja) * 2001-12-18 2003-07-03 Toshiba Corp ゲート流量計
CN103940475A (zh) * 2014-05-12 2014-07-23 唐山现代工控技术有限公司 一种多普勒闸门测流方法及装置
CN109917152A (zh) * 2019-04-12 2019-06-21 江苏亚楠电子科技有限公司 一种垂线平均流速测量方法
CN110018323A (zh) * 2019-04-24 2019-07-16 杭州开闳流体科技有限公司 一种基于声学多普勒测流仪的流场智能计算方法及系统
CN210427616U (zh) * 2019-10-30 2020-04-28 唐山现代工控技术有限公司 一种闸板流速测量装置
CN112305258A (zh) * 2020-09-07 2021-02-02 南京睿和致胜信息技术咨询有限公司 分解断面流速法
CN212871324U (zh) * 2020-10-15 2021-04-02 唐山现代工控技术有限公司 一种多普勒法水利闸门测流装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003185478A (ja) * 2001-12-18 2003-07-03 Toshiba Corp ゲート流量計
CN103940475A (zh) * 2014-05-12 2014-07-23 唐山现代工控技术有限公司 一种多普勒闸门测流方法及装置
CN109917152A (zh) * 2019-04-12 2019-06-21 江苏亚楠电子科技有限公司 一种垂线平均流速测量方法
CN110018323A (zh) * 2019-04-24 2019-07-16 杭州开闳流体科技有限公司 一种基于声学多普勒测流仪的流场智能计算方法及系统
CN210427616U (zh) * 2019-10-30 2020-04-28 唐山现代工控技术有限公司 一种闸板流速测量装置
CN112305258A (zh) * 2020-09-07 2021-02-02 南京睿和致胜信息技术咨询有限公司 分解断面流速法
CN212871324U (zh) * 2020-10-15 2021-04-02 唐山现代工控技术有限公司 一种多普勒法水利闸门测流装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114154122A (zh) * 2022-02-09 2022-03-08 杭州开闳流体科技有限公司 测流数据质量评估方法、装置及应用
CN114154122B (zh) * 2022-02-09 2022-05-13 杭州开闳流体科技有限公司 测流数据质量评估方法、装置及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108254032B (zh) 河流超声波时差法流量计算方法
Talluru et al. Amplitude modulation of all three velocity components in turbulent boundary layers
CN104132699B (zh) 一种激光扫描式散状物料流量检测及分布误差消除方法
CN102401685B (zh) 明渠流量计在线检定/校准的方法及其装置
CN113419076A (zh) 一种闸门过水断面测流方法
CN103389117A (zh) 基于阵列式静电传感器的粉体流动在线测量装置及方法
JP2000111375A (ja) 流量の連続観測装置、水の濁度の連続観測装置と水理情報連続観測装置
CN113702662B (zh) 一种多声道同步发射流速测量装置及方法
US7267013B2 (en) System and method of measuring fluid flow
CN102901537A (zh) 一种闸门测流方法及装置
CN108593023A (zh) 利用雷达测速仪自动测量明渠流量的方法
CN105606168A (zh) 一种隧道中心排水管流量监测装置
CN1228159C (zh) 连铸二冷区铸坯表面温度准确测定方法
CN212871324U (zh) 一种多普勒法水利闸门测流装置
CN112222206A (zh) 一种应用于轧钢系统信号跟踪的方法
CN114414835B (zh) 一种固定式adcp测流抗干扰数据处理方法
CN114152297A (zh) 超声测流方法和装置
CN111272235A (zh) 用于梯形或u形渠道流量监测的明渠流量计及其测流方法
KR20030017111A (ko) 용융 도금공정에서의 에어나이프 간격 제어장치
CN109675936A (zh) 带钢浪形在线检测系统及方法
CN213657957U (zh) 一种自带校正功能的渠道测量用流量计
CN114235107A (zh) 一种明渠流量计量的校准方法和校准系统
CN211504263U (zh) 与渠道平板闸门相结合的闸门流量计
CN209280739U (zh) 一种连续真空镀膜生产线用玻璃装夹装置测速机构
JPH07227614A (ja) ノズル噴霧状態検出方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210921

WW01 Invention patent application withdrawn after publication