CN207600534U - 一种分布式流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种分布式流量测量装置，包括：多个多普勒流速仪、液位传感器、数据处理单元；其中，所述多个多普勒流速仪分布式布设在水流断面上；所述液位传感器布设在断面顶部或底部位置。本实用新型提供的分布式多普勒流量计设备，通过测量多普勒流速仪布设断面处的分层流速和不同垂线处流速，加密单位空间采集点数，提高分辨率和流速代表性，从而达到更准确流量测量的效果。

Description

一种分布式流量测量装置

技术领域

本实用新型属于液体流量检测技术领域，涉及一种分布式流量测量装置。

背景技术

超声多普勒流量计为无流动阻抗测量，无压力损失；可测量导电性液体；可用于测量各种流体流量；安装方便快捷，可不停产安装、维护、维修；高流速测量，最大可测20m/s流速的流体。鉴于多普勒法流量计测量原理，需要水中有悬浮的颗粒物，所以适应污水或含颗粒或是气泡的水体。甚至对城市排污、工业废水、矿浆、原油、泥浆、油水混合物等含气泡、杂质、颗粒的液体也有较好的适应性。

多普勒流量计是一种完全独立的流量计,可以同时记录断面的瞬时流量、总过水量、流速、以及水温等多种参数.其测量原理是以物理学中的多普勒效应为基础，根据声学多普勒效应，当声源和观察者之间有相对运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比，在多普勒超声波流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒把入射到其表面上的超声波反射回接收器,发射声波与接收声波之间的频率差.就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移，由于这个频率差正比于流体流速，所以测量频差可以求得流速,进而可以得到流体的流量Q。

然而，在实际的过水断面中，由于个别探头的故障或者淤积的隐患，经常使得流量计的测量发生故障，无法对断面的流量情况做到准确的在线监测。另外，宽浅型的断面，由于探头的声道数不足对应的流速代表性差，造成流量测量精度较差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种分布式流量测量装置，其中多普勒流量计采用分布式布设方案，适用于天然河渠过水、城市排水等的流量监测。

本实用新型提供了一种分布式流量测量装置，包括：多个多普勒流速仪、液位传感器、数据处理单元；其中，所述多个多普勒流速仪分布式布设在断面位置；所述液位传感器布设在断面上方或者底部位置。

其中，所述多普勒流速仪实时监测水体流速；所述液位传感器实时监测管涵(或河道、渠道)水位。

其中，进一步包括供电单元，所述供电单元为所述流量测量装置提供工作电源。

其中，还包括用于安装所述液位传感器的安装支架。

本实用新型提出的技术方案的有益效果是：多普勒流量计分布式布设方案，具有结构简单、易于安装、维护检修方便、流量检测范围宽、测量精度高的特点，对天然河渠、城市排污、工业废水、矿浆、原油、泥浆、油水混合物等含气泡、杂质、颗粒的液体也有较好的适应性，是城市排水监测相对较优的选择，而且它本身具有体积小、易安装和节能的优点，可长时间在恶劣的环境下稳定运行，适合城市排水水量计量；分布式布设方案规避了个别探头的故障或者淤积的隐患，增加了系统的冗余备份，同时增加了流速监测的代表性，提高了流量监测精度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1是本实用新型的多普勒流量计分布式管涵(矩形)安装示意图；

图2是本实用新型的多普勒流量计分布式天然河渠安装示意图；

图3是本实用新型的多普勒流量计分布式圆形管涵安装示意图；

图4是本实用新型的圆形管涵膨胀式安装支架示意图；

具体实施方式：

为了便于理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明，本领域技术人员应当理解，下述的说明只是为了便于对实用新型进行解释，而不作为对其范围的具体限定。

如图1所示为本实用新型的多普勒流量计分布式管涵安装示意图。作为天然河渠或者城市的排水断面，所述断面可以为矩形、梯形，也可以为圆管或其他各种合适的形状，其形状根据实际的应用场合而调整，本实用新型并不对其进行限定，在与所述排水管道相交叉的位置处设置有竖井。

如图1所示的方涵式排水管道，在管道的底部，分布有多个多普勒流速仪1，所述多个多普勒流速仪1通过与位于管道地面上的固定结构配合实现定位，作为更进一步的选择，在管道上设置与排水管道的延伸方向相垂直的方向安装支架，在所述安装支架上具有多个安装位置，所述多个安装位置的位置可通过齿轮或滑轨或其他方式可调，分别在所述多个安装位置上设置有多个多普勒流速仪1，每个安装位置对应安装一个多普勒流速仪1，通过安装支架的设置实现了多个多普勒流速仪之间位置的任意可调，通过调整多普勒流速仪的位置能够对应不同位置点的流速进行更好更准确的测量。

所述多个多普勒流速仪1通过引线2连接到数据处理单元，数据处理单元位于排水管道的竖井井盖以下以及排水管道的顶壁上方，通常在竖井中不会存在排水，可保证数据处理单元5的正常工作，所述数据处理单元5与供电单元6连接，所述供电单元包括位于竖井的周围设置的太阳能电池板，通过太阳能获得供电，所述供电单元包括电池组，所述电池组是可充电的，其可以通过太阳能电池板获得能量或与220v交流电相连。

如图1所示，在管涵(或渠道)顶部设置有安装支架3，将液位传感器4安装在所述安装支架3上，所述安装支架3为膨胀式安装支架，无需焊接，无需打孔，仅靠张力与管壁固定。所述液位传感器4测量的数据通过信号线传输到所述数据处理单元5。

通过多普勒流速仪1、液位传感器4实时采集的流速、水位数据，数据采集处理单元5接收到流速、水位数据，计算出排水瞬时流量，记为Qs；累计流量，记为Q；其流量可按下式计算：

Qs＝AV

式中A为管道过水面积；V为断面平均流速。

Q＝QsT

式中Qs断面瞬时流量；T为累计时长(单位h)。

式中V为断面平均流速，各声道流速分别为V1、V2、V3、V4、V5……Vn，n≥2

V＝f(V1,V2,V3,V4,V5……Vn),n≥2。

如图2所示为本实用新型的一个变形实施例，其中所述管道为明渠，在管道的侧边设置安装支架3，在所述安装支架3上安装有液位传感器4，所述安装支架3和液位传感器4均为于远离管道或明渠的液体表面的上方。其他部件与结构与图1的实施例相同的不再赘述。

图3所示为本实用新型的另一实施例，其中排水管道为圆管，在所述安装支架3设置为环形结构，该安装支架3与管道的壁相贴合或通过其他的部件实现固定，在所述环形的安装支架3上分布有多个多普勒流速仪1，如前面提到的，可通过滑轨或滑块或齿轮实现多个多普勒流速仪1的位置的可调，另外，液位传感器4直接安装在安装支架3上，其位于管道的顶部，实现对液位的测量，通过环形的结构设置，简化了结构，提高了测量效率。

本实用新型提出的多普勒流量计分布式布设方案，具有结构简单、易于安装、维护检修方便、流量检测范围宽、测量精度高的特点，对天然河渠、城市排水、工业废水、矿浆、原油、泥浆、油水混合物等含气泡、杂质、颗粒的液体也有较好的适应性，是城市排水监测相对较优的选择，而且它本身具有体积小、易安装和节能的优点，可长时间在恶劣的环境下稳定运行，适合城市排水水量计量；分布式布设方案规避了个别探头的故障或者淤积的隐患，增加了系统的冗余备份，同时增加了流速监测的代表性，提高了流量监测精度。另外，对于宽浅型断面，由于探头声道数的增加提升了流速代表性，提高了断面流量的测量精度。

可以理解的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种分布式流量测量装置，包括：多个多普勒流速仪；位于管道的顶壁上方的数据处理单元，所述多个多普勒流速仪通过引线连接到数据处理单元；其特征在于：所述多个多普勒流速仪分布式布设在断面上，所述多个多普勒流速仪位于管道的底部；液位传感器布设在断面顶部，所述液位传感器测量的数据通过信号线传输到所述数据处理单元。

2.如权利要求1所述分布式流量测量装置，其特征在于：所述多普勒流速仪实时监测水体流速；所述液位传感器实时监测水位。

3.如权利要求1所述分布式流量测量装置，其特征在于：进一步包括供电单元，所述供电单元为所述流量测量装置提供工作电源。

4.如权利要求1所述分布式流量测量装置，其特征在于：还包括用于安装所述液位传感器的安装支架。