CN115248071A - 一种流量检测系统及其养护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流量检测的技术领域，具体涉及流量检测系统及其养护方法。流量检测系统，包括安装适配器、整流箱体、电磁流量计和出水弯管，整流箱体位于所述安装适配器一侧，其顶端设有开口，其一侧设有排水管路，其内集成有功能性传感器；电磁流量计固定在整流箱体的一侧的排水管路上；出水弯管设置在电磁流量计的一侧且远离整流箱体设置，出水弯管的开口朝向顶端设置。电磁流量计具有非接触测量，对被测介质要求低，测量范围宽广，精度高等诸多优点，被广泛用于各种污水流量测量场合。但电磁流量计只能测满管流，而污水管道通常设计为非满管，通过设置出水弯管，出水弯管的开口朝向顶端设置，使得管内为满管流，满足了流量传感器的测量需求。
Description
技术领域
本发明涉及流量检测的技术领域，具体涉及一种流量检测系统及其养护方法。
背景技术
治理城市水环境，消灭黑臭水体，解决城市内涝，通过监测城市排水管网运行情况，对管网水位流量进行持续的实时监测是解决上述问题的有效措施。对流量数据分析可分辨出管道内的溢流、入渗入流等问题，更重要的，管网流量是城市市政管网管理调度的重要基础数据，也是城市管网设计提升的重要依据，通过选择合适的流量监测设备以获取长期稳定准确的流量数据。
迄今为止，管网流量检测主要采用投入式多普勒流量计，超声多普勒流量计是利用声波所产生的多普勒频移现象来计算流体流动速度进行测量的。
用超声多普勒流量计测量排水管网流量，将探头直接投入排水管道进行测量。具有安装维护操作简便，对管道排水影响小，可以非满管测量，成本低廉等优点。但也存在一些无法克服的缺陷：
1、超声多普勒流量计测量精度低，且仅能用于测量含有一定悬浮颗粒和气泡的液体，如果流道介质变化会影响到测量结果；
2、测量精度很低，测量误差可高达测试流量的400％；
3、测量探头会被管底淤积污泥掩埋而影响测量；
4、测量数据稳定性差，会因为探头处水流的微小涡旋造成数据不规则波动，需要专门的数学处理来得到测量结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流量检测系统及其养护方法，以解决现有技术中使用超声多普勒流量计测量时精度低的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种流量检测系统，包括安装适配器、整流箱体、电磁流量计和出水弯管，所述整流箱体位于所述安装适配器一侧，其顶端设有开口，其一侧设有排水管路，其内集成有功能性传感器；所述电磁流量计固定在所述整流箱体的一侧的排水管路上；所述出水弯管设置在所述电磁流量计的一侧且远离所述整流箱体设置，所述出水弯管的开口朝向顶端设置。
进一步地，还包括传输模块，所述电磁流量计将测得的感应电势经处理转换，再由传输模块传送到位于城市管网管理机构的管理平台。
进一步地，所述传输模块包括配电箱、变送器、数据处理器和无线信号传输单元，所述变送器和所述数据处理器将所述电磁流量计测得的感应电势作为流量信号转换成标准信号输出，所述无线信号传输单元将标准信号传输到管理平台。
进一步地，还包括电源模块，所述电源模块包括太阳能电池板和蓄电池。
进一步地，所述整流箱体的开口一侧设有溢流口，所述溢流堰口处的板体高度低于其余板体的高度。
进一步地，所述整流箱体包括安装槽和连接板，所述连接板滑动连接于所述安装槽，所述连接板的一侧设有所述排水管路和所述电磁流量计。
进一步地，所述整流箱体上设有安装支架，所述安装支架上设有雷达液位计，所述雷达液位计位于所述整流箱体的开口上方。
进一步地，所述功能性传感器包括液位计、污泥探测器、壅水探测器、湍流探测器和油污探测器。
进一步地，还提供一种流量检测系统的养护方法，对上述所述的流量检测系统进行养护，在所述整流箱体底部，中部，和2/3高度处分别安装压力液位计一只，通过压力的异常来判别是否有淤积；通过壅水高度和流量计流量的关系Q-h曲线的异常来判别是否有堵塞，若发生堵塞，功能性传感器发出堵塞或淤积信号，提醒工作人员进行系统的养护。
进一步地，还提供一种流量检测系统的养护方法，对上述所述的流量检测系统进行养护，在所述整流箱体内沿竖直方向设有若干个格栅，格栅间距为5mm-20mm，根据不同的污水情况进行选用，利用格栅前后的液位差异，来判断整流箱体是否需要清理，当液位差>5mm时，对整流箱体进行清理。
本发明的有益效果在于：
1、电磁流量计具有非接触测量，对被测介质要求低，测量范围宽广，精度高等诸多优点，被广泛用于各种污水流量测量场合。但电磁流量计只能测满管流，而污水管道通常设计为非满管，通过设置出水弯管，出水弯管的开口朝向顶端设置，使得管内为满管流，满足了流量传感器的测量需求。同时，整流箱体在电磁流量计前，用于分离空气使水流稳定，当出现大流量紧急入流或系统堵塞时，整流箱体上部开口可溢流保证管网排水不受影响。
2、管网检查井的尺寸通常都很小，井室通常只有1m左右，采用电磁流量计测流量，还必须解决狭小空间内安装的难题。本发明中，安装适配器和安装槽事先安装到被测管道上并完成密封，连接板和电磁流量计在井上组装完成，用吊绳将组装件吊至井下，调整位置，将安装板插接在安装槽内，实现流量检测系统的安装，不需要工人进入条件恶劣的污水管道检查井中，从井口就可以将流量检测装置吊装到指定位置。当需要拆卸时，只要连接板吊出即可。
3、根据需要安装的多功能传感器组合则能够对管道和测量系统内的液位、污泥淤积情况等进行检测并及时报警。
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为实施例1提供的一种流量检测系统的整体结构示意图；
图2为实施例1提供的一种流量检测系统的安装位置示意图；
图3为实施例1提供的一种流量检测系统所采用的传输模块的整体结构示意图。
附图标记说明：
1、安装适配器；2、整流箱体；21、溢流堰口；22、安装槽；23、连接板；24、安装支架；25、雷达液位计；3、排水管路；4、电磁流量计；41、表头；5、出水弯管；6、传输模块；61、配电箱；62、变送器；63、数据处理器；64、无线信号传输单元；7、电源模块；71、太阳能电池板；72、蓄电池；8、检查井；81、入水口；82、出水口。
具体实施方式
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。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。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
参照图1-图3，作为本发明实施例提供的一种流量检测系统，包括安装适配器1、整流箱体2、电磁流量计4和出水弯管5，整流箱体2位于安装适配器1一侧，其顶端设有开口，其一侧设有排水管路3，其内集成有功能性传感器；电磁流量计4固定在整流箱体2的一侧的排水管路3上；出水弯管5设置在电磁流量计4的一侧且远离整流箱体2设置，出水弯管5的开口朝向顶端设置。电磁流量计4具有非接触测量，对被测介质要求低，测量范围宽广，精度高等诸多优点，被广泛用于各种污水流量测量场合。但电磁流量计4只能测满管流，而污水管道通常设计为非满管，通过设置出水弯管5，出水弯管5的开口朝向顶端设置，使得管内为满管流，满足了流量传感器的测量需求。同时，整流箱体2在电磁流量计4前，用于分离空气使水流稳定，当出现大流量紧急入流或系统堵塞时，整流箱体2上部开口可溢流保证管网排水不受影响。
具体地，电磁流量计4上设有显示流量的表头41。流量检测系统还包括传输模块6和电源模块7，电磁流量计4将测得的感应电势经处理转换，再由传输模块6传送到位于城市管网管理机构的管理平台。传输模块6包括配电箱61、变送器62、数据处理器63和无线信号传输单元64，变送器62和数据处理器63将电磁流量传计测得的感应电势作为流量信号转换成标准信号输出，无线信号传输单元64利用5G通讯将标准信号传输到管理平台。电源模块7持续给整个系统供电，太阳能电池板71将清洁的太阳能转换为电能贮存在蓄电池72内并且在晴朗的白天为系统供电，夜间或阴雨天由蓄电池72保证系统供电。独立的供电系统确保整个测量系统不受天气条件约束持续稳定的电源供应。
进一步地，整流箱体2包括安装槽22和连接板23，连接板23滑动连接于安装槽22，连接板23的一侧设有排水管路3和电磁流量计4。
具体地，安装适配器1为管体形状，安装适配器1与安装槽22通过焊接的方式实现固定连接。安装槽22的底端封闭，顶端开口，一侧设有安装滑道，连接板23可插接进安装滑道，实现与安装槽22的固定连接，此时安装槽22和连接板23围合成整流箱体2。管网检查井8的尺寸通常都很小，井室通常只有1m左右，采用电磁流量计4测流量，还必须解决狭小空间内安装的难题。本发明中，安装适配器1和安装槽22事先安装到被测管道上并完成密封，连接板23和电磁流量计4在井上组装完成，用吊绳将组装件吊至检查井8下，调整位置，将安装板插接在安装槽22内，实现流量检测系统的安装，不需要工人进入条件恶劣的污水管道检查井8中，从井口就可以将流量检测装置吊装到指定位置。当需要拆卸时，只要把连接板23吊出即可。安装适配器1与检查井8的入水口81连接，并与入水口81处的管壁密封。出水弯管5的一端与网管检查井8的出水口82连通。
进一步地，整流箱体2的开口一侧设有溢流堰口21，溢流口处的板体高度低于其余板体的高度。
具体地，本实施例中，在连接板23上设有溢流堰口21，保证溢流从水流流动方向那一侧溢流。整流箱体2上设有安装支架24，安装支架24上设有雷达液位计25，雷达液位计25位于整流箱体2的开口正上方。整流箱体2内靠近溢流堰口21处设置一个静压式液位计，整流箱体2底部远离溢流堰口21的一侧再设一个静压式液位计。通过测量整流箱体2内液位，堰口液位，在实验室内建立两个液位与堰系数C的校核关系。从而计算溢流量。
进一步地，功能性传感器包括液位计、污泥探测器、壅水探测器、湍流探测器和油污探测器。功能性传感器可提供多种探测、监测、预警功能，根据需要安装的多功能传感器组合则能够对管道和测量系统内的液位、污泥淤积情况等进行检测并及时报警。
进一步地，整个测量系统采用耐腐蚀材料制成，可以适应含腐蚀性或油脂的污水系统。井内环境条件复杂且时有沼气，本测量系统采用满足防爆要求的IP68级防护，既保证系统在水下也可安全运行，也降低了流量测量风险。
本发明实施例提供的流量检测系统，保留了电磁流量计4的优点，非接触测量不影响管道排水能力；管道中没有阻碍流通的结构，防止被污水中的固态污物阻塞；可测流量范围大，输出信号与被测流量呈线性关系，精确度高；整个测量系统采用耐腐蚀材料制成，可以适应含腐蚀性或油脂的污水系统。经整流，整个检测系统可以保证电磁流量计4测量的恒定均匀流态。且经结构和安装方式的优化，实现系统最佳尺寸设计，解决了电磁流量计4无法安装在狭小的管网检查井8的问题。功能性传感器可提供多种探测、监测、预警功能。太阳能电池供电系统保证了整个系统在户外复杂条件下的长期持续稳定供电。无线数据传输无需人工下井读数。井内环境条件复杂且时有沼气，本测量系统采用满足防爆要求的IP68级防护，既保证系统在水下也可安全运行，也降低了流量测量风险。满足流量计运维简单、精确、可靠等所有要求。
实施例2
本发明实施例提供一种流量检测系统的养护方法，对实施例1所述的流量检测系统进行养护，在整流箱体2底部，中部，和2/3高度处分别安装压力液位计一只，通过压力的异常来判别是否有淤积；通过壅水高度和流量计流量的关系Q-h曲线的异常来判别是否有堵塞，若发生堵塞，功能性传感器发出堵塞或淤积信号，提醒工作人员进行系统的养护。
实施例3
本发明实施例提供一种流量检测系统的养护方法，对实施例1所述的流量检测系统进行养护，在整流箱体2内沿竖直方向设有若干个格栅，格栅间距为5mm-20mm，根据不同的污水情况进行选用，利用格栅前后的液位差异，来判断整流箱体2是否需要清理，当液位差>5mm时，对整流箱体2和格栅进行清理。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种流量检测系统，其特征在于，包括：
安装适配器(1)；
整流箱体(2)，位于所述安装适配器(1)一侧，其顶端设有开口，其一侧设有排水管路(3)，其内集成有功能性传感器；
电磁流量计(4)，固定在所述整流箱体(2)的一侧的排水管路(3)上；
出水弯管(5)，设置在所述电磁流量计(4)的一侧且远离所述整流箱体(2)设置，所述出水弯管(5)的开口朝向顶端设置。
2.如权利要求1所述的一种流量检测系统，其特征在于，还包括传输模块(6)，所述电磁流量计(4)将测得的感应电势经处理转换，再由传输模块(6)传送到位于城市管网管理机构的管理平台。
3.如权利要求2所述的一种流量检测系统，其特征在于，所述传输模块(6)包括配电箱(61)、变送器(62)、数据处理器(63)和无线信号传输单元(64)，所述变送器(62)和所述数据处理器(63)将所述电磁流量计(4)测得的感应电势作为流量信号转换成标准信号输出，所述无线信号传输单元(64)将标准信号传输到管理平台。
4.如权利要求1所述的一种流量检测系统，其特征在于，还包括电源模块(7)，所述电源模块(7)包括太阳能电池板(71)和蓄电池(72)。
5.如权利要求1所述的一种流量检测系统，其特征在于，所述整流箱体(2)的开口一侧设有溢流堰口(21)，所述溢流堰口(21)处的板体高度低于其余板体的高度。
6.如权利要求1所述的一种流量检测系统，其特征在于，所述整流箱体(2)包括安装槽(22)和连接板(23)，所述连接板(23)滑动连接于所述安装槽(22)，所述连接板(23)的一侧设有所述排水管路(3)和所述电磁流量计(4)。
7.如权利要求1所述的一种流量检测系统，其特征在于，所述整流箱体(2)上设有安装支架(24)，所述安装支架(24)上设有雷达液位计(25)，所述雷达液位计(25)位于所述整流箱体(2)的开口上方。
8.如权利要求7所述的一种流量检测系统，其特征在于，所述功能性传感器包括液位计、污泥探测器、壅水探测器、湍流探测器和油污探测器。
9.一种流量检测系统的养护方法，其特征在于，对权利要求1-8任意一项所述的流量检测系统进行养护，在所述整流箱体(2)底部，中部，和2/3高度处分别安装压力液位计一只，通过压力的异常来判别是否有淤积；通过壅水高度和流量计流量的关系Q-h曲线的异常来判别是否有堵塞，若发生堵塞，功能性传感器发出堵塞或淤积信号，提醒工作人员进行系统的养护。
10.一种流量检测系统的养护方法，其特征在于，对权利要求1-8任意一项所述的流量检测系统进行养护，在所述整流箱体(2)内沿竖直方向设有若干个格栅，格栅间距为5mm-20mm，根据不同的污水情况进行选用，利用格栅前后的液位差异，来判断整流箱体(2)是否需要清理，当液位差>5mm时，对整流箱体(2)进行清理。
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