一種江河流速自動測量的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發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主干渠道的流量監測。
【背景技術】
[0002]目前，水利行業中，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、數據采集、處理方式落后，無法實現自動監測，同時測點多為野外，潮濕、防盜、供電、傳輸等問題，給使用部門造成巨大壓力。
[0003]現有可參考技術包含:國內已經應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動，下吊重錘穩定抗風(穩定效果較差)(系統不能自動充電及運行)。
【發明內容】
[0004]本發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，可構成實現對江河流速的自動測量和流量計量，同時考慮野外設備的潮濕、防盜、自動充電、姿態穩定控制、驅動速度可控、水位采集、數據計算、數據傳輸等因素，解決【背景技術】中存在的上述問題。
[0005]本發明的技術方案是:
一種江河流速自動測量裝置，包含河道、測流主機、鋼索、監測室、護墻，河道的兩岸分別設置監測室和護墻，鋼索橫跨在河道上，兩端連接監測室和護墻；測流主機設置在鋼索上。
[0006]在河道兩側，一側帶有護墻，另一側為監測室，也設有護墻；護墻用于防止閑雜人員接近鋼索。本發明如果應用于季節性灌溉的灌區主干渠道時，鋼索及測流主機采用可拆卸結構。
[0007]所述的測流主機，包含單片機、多普勒雷達、現地無線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態穩定控制、姿態傳感器、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、現地無線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態穩定控制、姿態傳感器、行程傳感器、推進螺旋槳和蓄電池，姿態穩定控制與多普勒雷達匹配，姿態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置在河岸一側或兩側的定位儀確定。
[0009]所述的測流主機通過現地無線網絡連接河道水位計，河道水位計采集河道水位數據，送入單片機處理。
[0010]所述的測流主機，設置在箱體內，箱體設有頂部提手和兩側抓手，箱體內部帶有安裝鉤。
[0011]所述測流主機，其所匹配的推進螺旋槳，成對出現，方向相反;推進螺旋槳都是風向朝外，用于測流主機的行走驅動。
[0012]所述的測流主機，所匹配的姿態穩定控制，為姿態穩定控制系統，如:帶控制板的無刷電機;用于調節多普勒雷達上姿態傳感器角度，保證測流主機測流時抗風，確保多普勒雷達上姿態傳感器角度穩定。
[0013]所述的監測室，包含監測室房間、太陽能電源、鋼索張緊裝置及防雷系統;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，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、監測室、護墻，河道的兩岸分別設置監測室和護墻，鋼索橫跨在河道上，兩端連接監測室和護墻;測流主機設置在鋼索上；
所述的測流主機，包含單片機、多普勒雷達、現地無線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態穩定控制、姿態傳感器、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、現地無線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態穩定控制、姿態傳感器、行程傳感器、推進螺旋槳和蓄電池，姿態穩定控制與多普勒雷達匹配，姿態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置在河岸一側或兩側的定位儀確定；所述的測流主機還通過現地無線網絡連接河道水位計，河道水位計采集河道水位數據，送入單片機處理；
所述的監測室，包含監測室房間、太陽能電源、鋼索張緊裝置及防雷系統;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在河道上布設鋼索，一端固定在護墻上，另一端連接監測室內的鋼索張緊裝置，測流主機通過鋼索孔掛裝在鋼索上；
③在測流主機上，設置河道測流斷面數據，設置河道寬度或設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，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；
⑤到達監測時間點時，推進螺旋槳啟動，測流主機從監測室出發，駛向河道對岸的護墻，到達護墻后，測流主機再返回監測室進行再充電，在此過程中，設定出發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據，計算流量；
⑦測流主機所監測和計算出的流量乘以該段時間，得到該段時間的水量，整個監測時間求和，得到整個監測時間的總水量；
⑧測流主機記錄及處理的數據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，如果受到風力影響來回擺動，多普勒雷達匹配的姿態傳感器，實時檢測多普勒雷達的姿態；測流主機測流時隨風擺動，通過姿態穩定控制，實時調節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定。
[0016]護墻和監測室應有足夠寬度，兩者中間是水面，防止閑雜人員進入監測區，從而起到防盜作用;如果，監測的是季節性使用的農業灌溉渠道，則鋼索兩端應采用可拆裝機構。
[0017]本發明具有如下優點:
①在現有技術基礎上改進，使之成為高穩定、全自動、無人值守的河道測流系統；
②測流主機進入監測室自動充電，接觸式充電采用已有技術，如:充電粧或家庭掃地機所采用的充電技術；
③充分考慮野外設備的潮濕、防盜、自動充電、姿態穩定控制以克服風擾、驅動方式、水位采集、數據計算、數據傳輸等因素；
④考慮農業灌溉主渠道的季節性運行機制，如每年運行2次，每次3個月，系統采用可拆裝方式。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例系統布置示意圖。
[0019]圖2是本發明實施例系統結構示意圖。
[0020]圖3是本發明實施例系統主視示意圖。
[0021 ]圖4是本發明實施例系統側視示意圖。
[0022]圖5是本發明實施例監測室布置示意圖。
[0023]圖中:河道1、測流主機2、鋼索3、監測室4、護墻5、單片機6、多普勒雷達7、現地無線通訊模塊8、遠程無線通訊模塊9、自動充電控制10、姿態穩定控制11、姿態傳感器12、行程傳感器13、推進螺旋槳14、蓄電池15、河道水位計16、監測室房間17、太陽能電源18、鋼索張緊裝置19、防雷系統20、太陽能電池板21、自動充電控制箱22。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖，通過實施例對本發明作進一步說明。
[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、監測室4、護墻5，河道I的兩岸分別設置監測室4和護墻5，鋼索橫跨在河道上，兩端連接監測室和護墻;測流主機2設置在鋼索3上。
[0026]在河道兩側，一側帶有護墻，另一側為監測室，也設有護墻；護墻用于防止閑雜人員接近鋼索。本發明如果應用于季節性灌溉的灌區主干渠道時，鋼索及測流主機采用可拆卸結構。
[0027]所述的測流主機，包含單片機6、多普勒雷達7、現地無線通訊模塊8、遠程無線通訊模塊9、自動充電控制1、姿態穩定控制11、姿態傳感器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、現地無線通訊模塊、遠程無線通訊模塊、自動充電控制、姿態穩定控制、姿態傳感器、行程傳感器、推進螺旋槳和蓄電池，姿態穩定控制與多普勒雷達匹配，姿態傳感器匹配在多普勒雷達上。
[0028]所述的測流主機還通過現地無線網絡連接河道水位計16，河道水位計16采集河道水位數據，送入單片機處理。
[0029]所述的測流主機，設置在箱體內，箱體設有頂部提手和兩側抓手，箱體內部帶有安裝鉤。
[0030]所述測流主機，其所匹配的推進螺旋槳14，成對出現，方向相反;推進螺旋槳都是風向朝外，用于測流主機的行走驅動。
[0031]所述的測流主機，所匹配的姿態穩定控制，為姿態穩定控制系統，如:帶控制板的無刷電機;用于調節多普勒雷達7上姿態傳感器12角度，保證測流主機測流時抗風，確保多普勒雷達上姿態傳感器角度穩定。