本發(fā)明涉及明渠流量計(jì)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

明渠是一種具有自由表面（表面上各點(diǎn)受大氣壓強(qiáng)的作用）水流的渠道。根據(jù)它的形成可分為天然明渠和人工明渠。前者如天然河道；后者如人工輸水渠道、運(yùn)河及未充滿水流的管道等。明渠是現(xiàn)有的應(yīng)用極為廣泛的流體輸送設(shè)施。為了對(duì)明渠的流量進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，需要在明渠內(nèi)設(shè)置明渠流量計(jì)?，F(xiàn)有的明渠流量計(jì)普遍存在以下缺陷：準(zhǔn)確度等級(jí)低，僅為5.0級(jí)（允許誤差為±5%），難以用于貿(mào)易結(jié)算；對(duì)明渠流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法單一，只能通過(guò)測(cè)量液位并經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得流量數(shù)據(jù)，根據(jù)獲取的流量數(shù)據(jù)以對(duì)明渠流量計(jì)進(jìn)行校正。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)，包括槽寬測(cè)量?jī)x、電磁傳感器和激光測(cè)量?jī)x，所述槽寬測(cè)量?jī)x、電磁傳感器和激光測(cè)量?jī)x均安裝在明渠水槽上；所述激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)，還包括處理終端，槽寬測(cè)量?jī)x、電磁傳感器和激光測(cè)量?jī)x均通訊連接至處理終端，槽寬測(cè)量?jī)x用于獲取明渠水槽的槽寬數(shù)據(jù)，并將獲取的槽寬數(shù)據(jù)發(fā)送至處理終端，電磁傳感器用于獲取明渠水槽內(nèi)的流速數(shù)據(jù)，并將獲取的流速數(shù)據(jù)發(fā)送給處理終端，激光測(cè)量?jī)x用于獲取明渠水槽內(nèi)的液位數(shù)據(jù)，并將獲取的液位數(shù)據(jù)發(fā)送給處理終端，處理終端對(duì)獲取的槽寬數(shù)據(jù)、流速數(shù)據(jù)和液位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以獲得明渠水槽的流量。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述槽寬測(cè)量?jī)x包括基座，基座共有兩個(gè)，且對(duì)稱(chēng)安裝在明渠水槽的兩側(cè)，兩個(gè)基座之間安裝有滑桿，滑桿上滑動(dòng)安裝有安裝座；所述安裝座上安裝有測(cè)量架；所述測(cè)量架上滑動(dòng)安裝有移動(dòng)座，測(cè)量架上還安裝有驅(qū)動(dòng)移動(dòng)座沿測(cè)量架滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，移動(dòng)座上安裝有激光測(cè)距模塊。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述滑桿共有兩個(gè)，且沿豎直方向間隔設(shè)置。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述安裝座上開(kāi)設(shè)有多個(gè)安裝孔，固定螺栓穿過(guò)安裝孔將測(cè)量架豎直固定安裝在安裝座上。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述移動(dòng)座上還安裝有導(dǎo)軌，激光測(cè)距模塊安裝板通過(guò)滑塊滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌上，激光測(cè)距模塊共有兩個(gè)，且間隔對(duì)稱(chēng)安裝在激光測(cè)距模塊安裝板上。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述激光測(cè)量?jī)x通過(guò)儀表支架安裝在明渠水槽上。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述槽寬測(cè)量?jī)x、電磁傳感器和激光測(cè)量?jī)x均通過(guò)總線通訊連接至處理終端。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述處理終端為電腦。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述電磁傳感器為差動(dòng)電磁傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)采用激光測(cè)量明渠的液位、槽寬測(cè)量?jī)x測(cè)量明渠的槽寬數(shù)據(jù)、差動(dòng)電磁傳感器測(cè)量明渠的流速，三者者相結(jié)合獲取明渠的流量數(shù)據(jù)，有效的提高了明渠流量的測(cè)量精度，測(cè)量準(zhǔn)確度優(yōu)于1.5級(jí)；

2、本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，方便轉(zhuǎn)移，能夠用于比對(duì)及矯正現(xiàn)有的明渠流量計(jì)，如超聲波流量計(jì)。

附圖說(shuō)明

圖1為激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)中槽寬測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)中測(cè)量架的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)中測(cè)量架的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-明渠水槽、2-槽寬測(cè)量?jī)x、21-基座、22-滑桿、23-安裝孔、24-安裝座、25-測(cè)量架、26-移動(dòng)座、27-導(dǎo)軌、28-滑塊、29-激光測(cè)距模塊安裝板、210-激光測(cè)距模塊、3-電磁傳感器、4-儀表支架、5-激光測(cè)量?jī)x。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1-5，一種激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)，包括槽寬測(cè)量?jī)x2、電磁傳感器3和激光測(cè)量?jī)x5，所述槽寬測(cè)量?jī)x2、電磁傳感器3和激光測(cè)量?jī)x5均安裝在明渠水槽1上，激光測(cè)量?jī)x5在明渠水槽1上的安裝方式不加限制，本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述激光測(cè)量?jī)x5通過(guò)儀表支架4安裝在明渠水槽1上；所述激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)，還包括處理終端，槽寬測(cè)量?jī)x2、電磁傳感器3和激光測(cè)量?jī)x5均通訊連接至處理終端，槽寬測(cè)量?jī)x2用于獲取明渠水槽1的槽寬數(shù)據(jù)，并將獲取的槽寬數(shù)據(jù)發(fā)送至處理終端，電磁傳感器3用于獲取明渠水槽1內(nèi)的流速數(shù)據(jù)，并將獲取的流速數(shù)據(jù)發(fā)送給處理終端，激光測(cè)量?jī)x5用于獲取明渠水槽1內(nèi)的液位數(shù)據(jù)，并將獲取的液位數(shù)據(jù)發(fā)送給處理終端，處理終端對(duì)獲取的槽寬數(shù)據(jù)、流速數(shù)據(jù)和液位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以獲得明渠水槽1的流量，槽寬測(cè)量?jī)x2、電磁傳感器3和激光測(cè)量?jī)x5三者與處理終端之間的通訊方式不加限制，本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述槽寬測(cè)量?jī)x2、電磁傳感器3和激光測(cè)量?jī)x5均通過(guò)485總線通訊連接至處理終端，所述處理終端為電腦，所述電磁傳感器3為差動(dòng)電磁傳感器；所述槽寬測(cè)量?jī)x2包括基座21，基座21共有兩個(gè)，且對(duì)稱(chēng)安裝在明渠水槽1的兩側(cè)，兩個(gè)基座21之間安裝有滑桿22，滑桿22上滑動(dòng)安裝有安裝座24，安裝座24能夠沿著滑桿22移動(dòng)，安裝座24在滑桿22上的移動(dòng)方式可以為人工推動(dòng)或者電機(jī)驅(qū)動(dòng)，滑桿22的數(shù)量不加限制，本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述滑桿22共有兩個(gè)，且沿豎直方向間隔設(shè)置；所述安裝座24上安裝有測(cè)量架25，安裝座24與測(cè)量架25之間的連接方式不加限制，本實(shí)施例中，優(yōu)選的，所述安裝座24上開(kāi)設(shè)有多個(gè)安裝孔23，固定螺栓穿過(guò)安裝孔23將測(cè)量架25豎直固定安裝在安裝座24上，當(dāng)安裝座24沿著滑桿22移動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)測(cè)量架25沿著滑桿22移動(dòng)；所述測(cè)量架25上滑動(dòng)安裝有移動(dòng)座26，測(cè)量架25上還安裝有驅(qū)動(dòng)移動(dòng)座26沿測(cè)量架25滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)211，移動(dòng)座26上安裝有激光測(cè)距模塊210，激光測(cè)距模塊210位于明渠水槽1內(nèi)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)211帶動(dòng)移動(dòng)座26沿測(cè)量架25上下移動(dòng)時(shí)，就帶動(dòng)激光測(cè)距模塊210沿著測(cè)量架25升降，從而對(duì)明渠水槽1在各個(gè)高度的槽寬進(jìn)行測(cè)量，再結(jié)合明渠水槽1內(nèi)的液位數(shù)據(jù)，就能夠獲知明渠水槽1內(nèi)流體的截面積；所述移動(dòng)座26上還安裝有導(dǎo)軌27，激光測(cè)距模塊安裝板29通過(guò)滑塊28滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌27上，激光測(cè)距模塊210共有兩個(gè)，且間隔對(duì)稱(chēng)安裝在激光測(cè)距模塊安裝板29上，兩個(gè)激光測(cè)距模塊210相互配合，用于獲取明渠水槽1的槽寬數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的工作原理是：所述激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)，處理終端采集激光測(cè)量?jī)x5所測(cè)量的數(shù)據(jù)，并采集槽寬測(cè)量?jī)x2獲取的槽寬數(shù)據(jù)、電磁傳感器3獲取的流速數(shù)據(jù)，利用后兩者對(duì)前者的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，以增加激光流量?jī)x5的的測(cè)量精度和準(zhǔn)確性。具體為：在測(cè)量時(shí)，首先將安裝座24沿著滑桿22移動(dòng)，直至測(cè)量架25位于明渠水槽1內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)211帶動(dòng)移動(dòng)座26沿測(cè)量架25移動(dòng)至明渠水槽1的底端，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)211帶動(dòng)移動(dòng)座26沿測(cè)量架25上移，進(jìn)而帶動(dòng)激光測(cè)距模塊210沿著測(cè)量架25上移，直至激光測(cè)距模塊210移動(dòng)至明渠水槽1的上沿所在的高度，在此過(guò)程中，槽寬測(cè)量?jī)x2獲取明渠水槽1在各個(gè)高度的槽寬數(shù)據(jù)，并將獲取的槽寬數(shù)據(jù)發(fā)送至處理終端，激光測(cè)量?jī)x5用于獲取明渠水槽1內(nèi)的液位數(shù)據(jù)，并將獲取的液位數(shù)據(jù)發(fā)送給處理終端，根據(jù)明渠水槽1在各個(gè)高度的槽寬數(shù)據(jù)再結(jié)合明渠水槽1內(nèi)的液位數(shù)據(jù)，就能夠獲知明渠水槽1內(nèi)流體的截面積S，電磁傳感器3用于獲取明渠水槽1內(nèi)的流速數(shù)據(jù)，并將獲取的流速數(shù)據(jù)發(fā)送給處理終端，處理終端根據(jù)獲取的流體的截面積S以及流速數(shù)據(jù)V，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，就能夠獲取明渠水槽1的流量Q，其中v=Q/3600/S。

為了對(duì)本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)量效果進(jìn)行驗(yàn)證，分別采用本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)及1英寸喉寬的巴歇爾槽對(duì)某矩形明渠進(jìn)行流量測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如表1所示。對(duì)矩形明渠采用巴歇爾槽測(cè)量流量，巴歇爾槽的流量與其液位相對(duì)應(yīng)，通過(guò)巴歇爾槽的液位就能夠換算獲得矩形明渠的流量。

表1 激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)與巴歇爾槽測(cè)量結(jié)果對(duì)照表

從上表可以看出，本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)的誤差在1.5%以內(nèi)。

為了將本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)與現(xiàn)有的常規(guī)明渠流量計(jì)的測(cè)量效果進(jìn)行對(duì)比，分別采用本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)與現(xiàn)有的常規(guī)明渠流量計(jì)對(duì)某明渠進(jìn)行流量測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如表2所示。

表2 激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)與現(xiàn)有的常規(guī)明渠流量計(jì)的測(cè)量對(duì)比表

本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)采用激光測(cè)量明渠的液位、槽寬測(cè)量?jī)x測(cè)量明渠的槽寬數(shù)據(jù)、差動(dòng)電磁傳感器測(cè)量明渠的流速，三者者相結(jié)合獲取明渠的流量數(shù)據(jù)，有效的提高了明渠流量的測(cè)量精度，測(cè)量準(zhǔn)確度優(yōu)于1.5級(jí)；本發(fā)明激光明渠磁感應(yīng)流量計(jì)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，方便轉(zhuǎn)移，能夠用于比對(duì)及矯正現(xiàn)有的明渠流量計(jì)，如超聲波流量計(jì)。

上面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。