一種江河流速自動測量的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種江河流速自動測量的方法及裝置，適用于江河流速自動測量和灌區(qū)主干渠道的流量監(jiān)測。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，水利行業(yè)中，對于江河的流速，一般采用流速儀進行測量;河道量水所采用的流速儀有多種，但是，由于河道斷面中各點的流速不相等也就是流速場的不均勻性，對于上述流速儀的使用，測量和計算多為人工，檢測手段、數(shù)據(jù)采集、處理方式落后，無法實現(xiàn)自動監(jiān)測，同時測點多為野外，潮濕、防盜、供電、傳輸?shù)葐栴}，給使用部門造成巨大壓力。
[0003]現(xiàn)有可參考技術(shù)包含:國內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用的水文絞車和美國斯德克(stalker)的basic多普勒雷達。水文絞車采用跨河拉動鋼索牽引鉛魚所帶的旋槳流速儀(不能自動運行)，basic多普勒雷達采用跨河鋼索電機直接驅(qū)動，下吊重錘穩(wěn)定抗風(fēng)(穩(wěn)定效果較差)(系統(tǒng)不能自動充電及運行)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種江河流速自動測量的方法及裝置，采用該流速儀，可構(gòu)成實現(xiàn)對江河流速的自動測量和流量計量，同時考慮野外設(shè)備的潮濕、防盜、自動充電、姿態(tài)穩(wěn)定控制、驅(qū)動速度可控、水位采集、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫蛩?，解決【背景技術(shù)】中存在的上述問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種江河流速自動測量裝置，包含河道、測流主機、鋼索、監(jiān)測室、護墻，河道的兩岸分別設(shè)置監(jiān)測室和護墻，鋼索橫跨在河道上，兩端連接監(jiān)測室和護墻；測流主機設(shè)置在鋼索上。
[0006]在河道兩側(cè)，一側(cè)帶有護墻，另一側(cè)為監(jiān)測室，也設(shè)有護墻；護墻用于防止閑雜人員接近鋼索。本發(fā)明如果應(yīng)用于季節(jié)性灌溉的灌區(qū)主干渠道時，鋼索及測流主機采用可拆卸結(jié)構(gòu)。
[0007]所述的測流主機，包含單片機、多普勒雷達、現(xiàn)地?zé)o線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態(tài)穩(wěn)定控制、姿態(tài)傳感器、行程傳感器、推進螺旋槳和蓄電池，單片機分別連接多普勒雷達、現(xiàn)地?zé)o線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態(tài)穩(wěn)定控制、姿態(tài)傳感器、行程傳感器、推進螺旋槳和蓄電池，姿態(tài)穩(wěn)定控制與多普勒雷達匹配，姿態(tài)傳感器匹配在多普勒雷達上。
[0008]所述的測流主機在鋼索上的位置還可以通過設(shè)置在河岸一側(cè)或兩側(cè)的定位儀確定。
[0009]所述的測流主機通過現(xiàn)地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)連接河道水位計，河道水位計采集河道水位數(shù)據(jù)，送入單片機處理。
[0010]所述的測流主機，設(shè)置在箱體內(nèi)，箱體設(shè)有頂部提手和兩側(cè)抓手，箱體內(nèi)部帶有安裝鉤。
[0011]所述測流主機，其所匹配的推進螺旋槳，成對出現(xiàn)，方向相反;推進螺旋槳都是風(fēng)向朝外，用于測流主機的行走驅(qū)動。
[0012]所述的測流主機，所匹配的姿態(tài)穩(wěn)定控制，為姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)，如:帶控制板的無刷電機;用于調(diào)節(jié)多普勒雷達上姿態(tài)傳感器角度，保證測流主機測流時抗風(fēng)，確保多普勒雷達上姿態(tài)傳感器角度穩(wěn)定。
[0013]所述的監(jiān)測室，包含監(jiān)測室房間、太陽能電源、鋼索張緊裝置及防雷系統(tǒng);太陽能電源包含太陽能電池板和自動充電控制箱；太陽能電源在測流主機完成測流返回監(jiān)測室時，自動連接測流主機的自動充電控制部分，為測流主機充電。
[0014]一種江河流速自動測量的方法，采用上述一種江河流速自動測量裝置實現(xiàn)，其步驟為:
①一種江河流速自動測量裝置，包含河道、測流主機、鋼索、監(jiān)測室、護墻，河道的兩岸分別設(shè)置監(jiān)測室和護墻，鋼索橫跨在河道上，兩端連接監(jiān)測室和護墻;測流主機設(shè)置在鋼索上；
所述的測流主機，包含單片機、多普勒雷達、現(xiàn)地?zé)o線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態(tài)穩(wěn)定控制、姿態(tài)傳感器、行程傳感器、推進螺旋槳和蓄電池，單片機分別連接多普勒雷達、現(xiàn)地?zé)o線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態(tài)穩(wěn)定控制、姿態(tài)傳感器、行程傳感器、推進螺旋槳和蓄電池，姿態(tài)穩(wěn)定控制與多普勒雷達匹配，姿態(tài)傳感器匹配在多普勒雷達上；
所述的測流主機在鋼索上的位置還可以通過設(shè)置在河岸一側(cè)或兩側(cè)的定位儀確定；所述的測流主機還通過現(xiàn)地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)連接河道水位計，河道水位計采集河道水位數(shù)據(jù)，送入單片機處理；
所述的監(jiān)測室，包含監(jiān)測室房間、太陽能電源、鋼索張緊裝置及防雷系統(tǒng);太陽能電源包含太陽能電池板和自動充電控制箱;太陽能電源在測流主機完成測流返回監(jiān)測室時，自動連接測流主機的自動充電控制部分，為測流主機充電；
②在河道上布設(shè)鋼索，一端固定在護墻上，另一端連接監(jiān)測室內(nèi)的鋼索張緊裝置，測流主機通過鋼索孔掛裝在鋼索上；
③在測流主機上，設(shè)置河道測流斷面數(shù)據(jù)，設(shè)置河道寬度或設(shè)置河道寬度定位裝置，無線連接河道水位計；
④測流主機首次使用時，蓄電池處于無電狀態(tài)，首先接觸自動充電控制箱進行充電，充電完成后進入工作狀態(tài)；
⑤到達監(jiān)測時間點時，推進螺旋槳啟動，測流主機從監(jiān)測室出發(fā)，駛向河道對岸的護墻，到達護墻后，測流主機再返回監(jiān)測室進行再充電，在此過程中，設(shè)定出發(fā)或返回時測流主機匹配的多普勒雷達檢測河道斷面各點的表面水流速；
⑥測流主機記錄測流斷面各點的表面流速，通過表面流速與平均流速關(guān)系曲線得到測流斷面各點的平均流速，通過水位計的水位數(shù)據(jù)，計算流量；
⑦測流主機所監(jiān)測和計算出的流量乘以該段時間，得到該段時間的水量，整個監(jiān)測時間求和，得到整個監(jiān)測時間的總水量；
⑧測流主機記錄及處理的數(shù)據(jù)通過遠程無線通訊模塊上傳到管理部門。
[0015]測流主機檢測河道表面水流速時，如果受到風(fēng)力影響來回擺動，多普勒雷達匹配的姿態(tài)傳感器，實時檢測多普勒雷達的姿態(tài)；測流主機測流時隨風(fēng)擺動，通過姿態(tài)穩(wěn)定控制，實時調(diào)節(jié)多普勒雷達的傳感器角度，確保多普勒雷達傳感器角度始終穩(wěn)定。
[0016]護墻和監(jiān)測室應(yīng)有足夠?qū)挾龋瑑烧咧虚g是水面，防止閑雜人員進入監(jiān)測區(qū)，從而起到防盜作用;如果，監(jiān)測的是季節(jié)性使用的農(nóng)業(yè)灌溉渠道，則鋼索兩端應(yīng)采用可拆裝機構(gòu)。
[0017]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
①在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上改進，使之成為高穩(wěn)定、全自動、無人值守的河道測流系統(tǒng)；
②測流主機進入監(jiān)測室自動充電，接觸式充電采用已有技術(shù)，如:充電粧或家庭掃地機所采用的充電技術(shù)；
③充分考慮野外設(shè)備的潮濕、防盜、自動充電、姿態(tài)穩(wěn)定控制以克服風(fēng)擾、驅(qū)動方式、水位采集、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫蛩兀?br> ④考慮農(nóng)業(yè)灌溉主渠道的季節(jié)性運行機制，如每年運行2次，每次3個月，系統(tǒng)采用可拆裝方式。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例系統(tǒng)布置示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明實施例系統(tǒng)主視示意圖。
[0021 ]圖4是本發(fā)明實施例系統(tǒng)側(cè)視示意圖。
[0022]圖5是本發(fā)明實施例監(jiān)測室布置示意圖。
[0023]圖中:河道1、測流主機2、鋼索3、監(jiān)測室4、護墻5、單片機6、多普勒雷達7、現(xiàn)地?zé)o線通訊模塊8、遠程無線通訊模塊9、自動充電控制10、姿態(tài)穩(wěn)定控制11、姿態(tài)傳感器12、行程傳感器13、推進螺旋槳14、蓄電池15、河道水位計16、監(jiān)測室房間17、太陽能電源18、鋼索張緊裝置19、防雷系統(tǒng)20、太陽能電池板21、自動充電控制箱22。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0025]一種江河流速自動測量裝置，包含河道1、測流主機2、鋼索3、監(jiān)測室4、護墻5，河道I的兩岸分別設(shè)置監(jiān)測室4和護墻5，鋼索橫跨在河道上，兩端連接監(jiān)測室和護墻;測流主機2設(shè)置在鋼索3上。
[0026]在河道兩側(cè)，一側(cè)帶有護墻，另一側(cè)為監(jiān)測室，也設(shè)有護墻；護墻用于防止閑雜人員接近鋼索。本發(fā)明如果應(yīng)用于季節(jié)性灌溉的灌區(qū)主干渠道時，鋼索及測流主機采用可拆卸結(jié)構(gòu)。
[0027]所述的測流主機，包含單片機6、多普勒雷達7、現(xiàn)地?zé)o線通訊模塊8、遠程無線通訊模塊9、自動充電控制1、姿態(tài)穩(wěn)定控制11、姿態(tài)傳感器12、行程傳感器13、推進螺旋槳14和蓄電池15，單片機分別連接多普勒雷達、現(xiàn)地?zé)o線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態(tài)穩(wěn)定控制、姿態(tài)傳感器、行程傳感器、推進螺旋槳和蓄電池，姿態(tài)穩(wěn)定控制與多普勒雷達匹配，姿態(tài)傳感器匹配在多普勒雷達上。
[0028]所述的測流主機還通過現(xiàn)地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)連接河道水位計16，河道水位計16采集河道水位數(shù)據(jù)，送入單片機處理。
[0029]所述的測流主機，設(shè)置在箱體內(nèi)，箱體設(shè)有頂部提手和兩側(cè)抓手，箱體內(nèi)部帶有安裝鉤。
[0030]所述測流主機，其所匹配的推進螺旋槳14，成對出現(xiàn)，方向相反;推進螺旋槳都是風(fēng)向朝外，用于測流主機的行走驅(qū)動。
[0031]所述的測流主機，所匹配的姿態(tài)穩(wěn)定控制，為姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)，如:帶控制板的無刷電機;用于調(diào)節(jié)多普勒雷達7上姿態(tài)傳感器12角度，保證測流主機測流時抗風(fēng)，確保多普勒雷達上姿態(tài)傳感器角度穩(wěn)定。