本實用新型涉及排水管道液位流量監(jiān)控設(shè)備，尤其涉及一種非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

城市排水系統(tǒng)在城市洪澇災(zāi)害的防治中具有重要作用。隨著社會經(jīng)濟和城市化進程的發(fā)展，排水管網(wǎng)流量監(jiān)測對排水系統(tǒng)洪水風(fēng)險控制與決策都起著至關(guān)重要的作用，因此需要對排水管道的流量進行監(jiān)測。目前我國排水系統(tǒng)的監(jiān)測和管理處于起步階段，對于城市內(nèi)澇，特別是排水管網(wǎng)部分，缺乏有效的監(jiān)測和預(yù)警手段，管理處于被動應(yīng)急狀態(tài)。目前僅有的幾處管道內(nèi)現(xiàn)有的流量測量都采用接觸式的方法，即將測量傳感器放入液體當(dāng)中，獲得流體的速度和液面的高度。這種方法對設(shè)備的安裝有很高的要求，安裝必須深入到管道底部，要有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)人員才能夠操作，且操作具有一定的危險性。另外，工作一段時間后，傳感器表面會被淤泥覆蓋，使得測量精度降低或失效，必須將設(shè)備取出清洗后重新安裝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及存在的技術(shù)問題，本實用新型解決的首要技術(shù)問題是提供一種非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中測量設(shè)備必須放入管道底部浸入水中帶來的成本高、維護難、操作危險、浪費人力的問題。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：

本實用新型的一種非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置，包括安裝架、雷達流量計、供電設(shè)備和通信設(shè)備，所述安裝架一端固定于固定物上，另一端安裝有所述雷達流量計，所述通信設(shè)備與雷達流量計相連接，所述供電設(shè)備和通信設(shè)備安裝于安裝架上，且所述供電設(shè)備與雷達流量計、通信設(shè)備分別電連接，所述通信設(shè)備用于將雷達流量計采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控端。

進一步改進為，所述雷達流量計包括雷達流速儀和液位計。

進一步改進為，所述液位計為超聲波液位計或雷達液位計。

進一步改進為，所述供電設(shè)備為太陽能電池或蓄電池。

進一步改進為，所述通信設(shè)備為遠(yuǎn)距離通信設(shè)備。

本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果是：

1、體積輕便。雷達流量計計總重量小于1kg。

2、總體功耗低。雷達流量計總功耗小于2W。

3、安裝方便安全。雷達流量計只需要在井口處施工，降低了施工難度，免除了井下施工的危險性。

4、維護費用低。非接觸式測量，不會帶來淤泥淤積等問題，不需要定期清理。

附圖說明

圖1為本實用新型一種非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置的實施例一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一種非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置的實施例一中安裝架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型一種非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置的實施例二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型一種非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置的實施例三結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為流量計算方式示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例一

如圖1所示的城市重要排水管道窨井內(nèi)的非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置，包括安裝架1、雷達流量計2、供電設(shè)備3和通信設(shè)備4，如圖2所示的所述安裝架1為L型，L型安裝架頂端通過安裝板12和固定螺栓固定于井壁上，底端通過固定螺栓固定安裝所述雷達流量計2，同時，安裝架1的上部安裝有一把手11，通過該把手，安裝人員能夠很方便地進行安裝架的固定安裝，不僅省時省力，而且防止了安裝人員不慎將安裝架掉落入井底，所述通信設(shè)備4與雷達流量計2通過有線或無線物聯(lián)的方式相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，所述供電設(shè)備3和通信設(shè)備4固定安裝于安裝架1上，且所述供電設(shè)備3與雷達流量計2、通信設(shè)備4分別電連接，所述通信設(shè)備4用于將雷達流量計2采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控端，使用者能夠通過監(jiān)控端遠(yuǎn)距離查看到被監(jiān)測的排水管道窨井內(nèi)的流量數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述安裝架1為鍍鋅管，從而有效防止腐蝕，延長了監(jiān)測設(shè)備的使用壽命，降低的維護成本。

優(yōu)選地，所述雷達流量計2包括雷達流速儀和液位計。

優(yōu)選地，所述液位計為超聲波液位計或雷達液位計。

優(yōu)選地，所述供電設(shè)備3為蓄電池。本技術(shù)方案中的監(jiān)測裝置通過蓄電池供電，而無需在地面上加裝太陽能通電設(shè)備，不僅節(jié)省了人力，而且大大降低了成本。

優(yōu)選地，所述通信設(shè)備4為遠(yuǎn)距離通信設(shè)備，且遠(yuǎn)距離通信設(shè)備上具有通信天線41，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。本技術(shù)方案中的監(jiān)測裝置通過遠(yuǎn)距離通信設(shè)備直接與監(jiān)控端進行數(shù)據(jù)通訊，而無需在地面另外單獨加裝遠(yuǎn)距離傳輸設(shè)備，不僅節(jié)省了人力，而且大大降低了成本。

實施例二

如圖3所示的排水口為地面明渠時的非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置，包括安裝架1、雷達流量計2、供電設(shè)備3和通信設(shè)備4，所述安裝架1為L型，L型安裝架底端通過固定螺栓等方式固定于地面上，頂端通過固定螺栓固定安裝所述雷達流量計2，雷達流量計2的下方為明渠液面，所述通信設(shè)備4與雷達流量計2通過有線或無線物聯(lián)的方式相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，所述供電設(shè)備3和通信設(shè)備4固定安裝于安裝架1上，且所述供電設(shè)備3與雷達流量計2、通信設(shè)備4分別電連接，所述通信設(shè)備4用于將雷達流量計2采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控端，使用者能夠通過監(jiān)控端遠(yuǎn)距離查看到被監(jiān)測的排水管道窨井內(nèi)的流量數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述雷達流量計2包括雷達流速儀和液位計。

優(yōu)選地，所述液位計為超聲波液位計或雷達液位計。

優(yōu)選地，所述供電設(shè)備3為太陽能電池。本技術(shù)方案中的監(jiān)測裝置通過太陽能電池供電，從而節(jié)約能源、降低了成本。

優(yōu)選地，所述通信設(shè)備4為遠(yuǎn)距離通信設(shè)備，且遠(yuǎn)距離通信設(shè)備4上具有通信天線41，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，且遠(yuǎn)距離通信設(shè)備通過GPRS或ZigBee的通訊方式與監(jiān)控端連接。本技術(shù)方案中的監(jiān)測裝置通過遠(yuǎn)距離通信設(shè)備直接與監(jiān)控端進行數(shù)據(jù)通訊，而無需在地面另外單獨加裝遠(yuǎn)距離傳輸設(shè)備，不僅節(jié)省了人力，而且大大降低了成本。

實施例三

如圖4所示的排水管道流入河道的排水口時的非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置，包括安裝架1、雷達流量計2、供電設(shè)備3和通信設(shè)備4，所述安裝架1為L型，L型安裝架底端通過固定螺栓等方式固定于地面上，L型安裝架底端延長部呈U型結(jié)構(gòu)，所述雷達流量計2通過固定螺栓等方式固定于U型結(jié)構(gòu)的端部，雷達流量計2的下方為排水管道液面，所述通信設(shè)備4與雷達流量計2通過有線或無線物聯(lián)的方式相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，所述供電設(shè)備3和通信設(shè)備4固定安裝于安裝架1上，且所述供電設(shè)備3與雷達流量計2、通信設(shè)備4分別電連接，所述通信設(shè)備4用于將雷達流量計2采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控端，使用者能夠通過監(jiān)控端遠(yuǎn)距離查看到被監(jiān)測的排水管道窨井內(nèi)的流量數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述安裝架1為鍍鋅管，從而有效防止腐蝕，延長了監(jiān)測設(shè)備的使用壽命，降低的維護成本。

優(yōu)選地，所述雷達流量計2包括雷達流速儀和液位計。

優(yōu)選地，所述液位計為超聲波液位計或雷達液位計。

優(yōu)選地，所述供電設(shè)備3為太陽能電池。本技術(shù)方案中的監(jiān)測裝置通過太陽能電池供電，從而節(jié)約能源、降低了成本。

優(yōu)選地，所述通信設(shè)備4為遠(yuǎn)距離通信設(shè)備，且遠(yuǎn)距離通信設(shè)備4上具有通信天線41，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。本技術(shù)方案中的監(jiān)測裝置通過遠(yuǎn)距離通信設(shè)備直接與監(jiān)控端進行數(shù)據(jù)通訊，而無需在地面另外單獨加裝遠(yuǎn)距離傳輸設(shè)備，不僅節(jié)省了人力，而且大大降低了成本。

通過本實用新型提供的監(jiān)測裝置進行排水管道流量的計算方式如下:

正常工作狀態(tài)下，污水以非滿管無壓流形式流動，雷達流量計與污水無接觸。此時采用雷達流速儀與超聲波(雷達)液位計分別以非接觸的方式測量排水管道內(nèi)污水表面的流速v_m及水深h，如圖5所示：

已知排水管道過水?dāng)嗝鎱?shù)：1、管道形狀(圓管、矩形、梯形等)；2、管道材質(zhì)即糙率(鑄鐵管、UPVC管、磚砌渠道等)；3、坡度；4、淤泥厚度。運用計算流體力學(xué)的方法建立排水管道三維水動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，通過計算機網(wǎng)格化數(shù)值計算以及大量試驗數(shù)據(jù)的驗證，可獲得非滿管時液體在排水管道內(nèi)的平均流速v_a與表面流速v_m及水深h之間的關(guān)系：v_a＝f(v_m,h)

液體通流的面積S_h可由斷面參數(shù)(管道直徑D和液面到管道頂面距離R)及水深h計算得到。

則液體的瞬時流量為：Q＝v_a*S_h

實際應(yīng)用實例：在海綿城市驗收指標(biāo)中，年徑流總量控制率為關(guān)鍵指標(biāo)，監(jiān)測法是基于設(shè)計降雨量，選擇有代表性的日降雨量，使用流量計監(jiān)測當(dāng)日的外排徑流體積，計算雨水控制體積和控制雨量，通過比較控制雨量與設(shè)計降雨量的大小關(guān)系來評估年徑流總量控制率是否達標(biāo)，因此需要在線監(jiān)測試點區(qū)域排放口的徑流流量。這樣，通過本實用新型提供的非接觸式排放口流量監(jiān)測裝置，監(jiān)測設(shè)備不與水接觸，從而能夠長時間實時、準(zhǔn)確地對管道流量進行監(jiān)測，同時，通過遠(yuǎn)距離通信設(shè)備與監(jiān)控端進行通訊，使得使用人員能夠遠(yuǎn)程在線實時地掌握被檢測管道的流量，而且監(jiān)測裝置的安裝簡單、安全，維護費用低，使用壽命長。

應(yīng)當(dāng)理解，方位詞均是結(jié)合操作者和使用者的日常操作習(xí)慣以及說明書附圖而設(shè)立的，它們的出現(xiàn)不應(yīng)當(dāng)影響本實用新型的保護范圍。

以上結(jié)合附圖實施例對本實用新型進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本實用新型做出種種變化例。因而，實施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本實用新型的限定，本實用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實用新型的保護范圍。