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

背景技術(shù)：

明渠是一種具有自由表面（表面上各點受大氣壓強的作用）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、運河及未充滿水流的管道等。明渠是現(xiàn)有的應用極為廣泛的流體輸送設(shè)施。為了對明渠的流量進行有效監(jiān)測，需要在明渠內(nèi)設(shè)置明渠流量計?，F(xiàn)有的明渠流量計普遍存在以下缺陷：準確度等級低，僅為5.0級（允許誤差為±5%），難以用于貿(mào)易結(jié)算；對明渠流量計的現(xiàn)場校準方法單一，只能通過測量液位并經(jīng)過計算獲得流量數(shù)據(jù)，根據(jù)獲取的流量數(shù)據(jù)以對明渠流量計進行校正。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

為實現(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流量計量系統(tǒng)，包括槽寬測量儀、電磁傳感器和激光測量儀，所述槽寬測量儀、電磁傳感器和激光測量儀均安裝在明渠水槽上；所述激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)，還包括處理終端，槽寬測量儀、電磁傳感器和激光測量儀均通訊連接至處理終端，槽寬測量儀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，激光測量儀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，處理終端對獲取的槽寬數(shù)據(jù)、流速數(shù)據(jù)和液位數(shù)據(jù)進行處理，以獲得明渠水槽的流量。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述槽寬測量儀包括基座，基座共有兩個，且對稱安裝在明渠水槽的兩側(cè)，兩個基座之間安裝有滑桿，滑桿上滑動安裝有安裝座；所述安裝座上安裝有測量架；所述測量架上滑動安裝有移動座，測量架上還安裝有驅(qū)動移動座沿測量架滑動的驅(qū)動電機，移動座上安裝有激光測距模塊。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述滑桿共有兩個，且沿豎直方向間隔設(shè)置。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述安裝座上開設(shè)有多個安裝孔，固定螺栓穿過安裝孔將測量架豎直固定安裝在安裝座上。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述移動座上還安裝有導軌，激光測距模塊安裝板通過滑塊滑動安裝在導軌上，激光測距模塊共有兩個，且間隔對稱安裝在激光測距模塊安裝板上。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述激光測量儀通過儀表支架安裝在明渠水槽上。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述槽寬測量儀、電磁傳感器和激光測量儀均通過總線通訊連接至處理終端。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述處理終端為電腦。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述電磁傳感器為差動電磁傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)采用激光測量明渠的液位、槽寬測量儀測量明渠的槽寬數(shù)據(jù)、差動電磁傳感器測量明渠的流速，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量精度，測量準確度優(yōu)于1.5級；

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

附圖說明

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

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

圖3為激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)中槽寬測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

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

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

圖中：1-明渠水槽、2-槽寬測量儀、21-基座、22-滑桿、23-安裝孔、24-安裝座、25-測量架、26-移動座、27-導軌、28-滑塊、29-激光測距模塊安裝板、210-激光測距模塊、3-電磁傳感器、4-儀表支架、5-激光測量儀。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1-5，一種激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)，包括槽寬測量儀2、電磁傳感器3和激光測量儀5，所述槽寬測量儀2、電磁傳感器3和激光測量儀5均安裝在明渠水槽1上，激光測量儀5在明渠水槽1上的安裝方式不加限制，本實施例中，優(yōu)選的，所述激光測量儀5通過儀表支架4安裝在明渠水槽1上；所述激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)，還包括處理終端，槽寬測量儀2、電磁傳感器3和激光測量儀5均通訊連接至處理終端，槽寬測量儀2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，激光測量儀5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，處理終端對獲取的槽寬數(shù)據(jù)、流速數(shù)據(jù)和液位數(shù)據(jù)進行處理，以獲得明渠水槽1的流量，槽寬測量儀2、電磁傳感器3和激光測量儀5三者與處理終端之間的通訊方式不加限制，本實施例中，優(yōu)選的，所述槽寬測量儀2、電磁傳感器3和激光測量儀5均通過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為差動電磁傳感器；所述槽寬測量儀2包括基座21，基座21共有兩個，且對稱安裝在明渠水槽1的兩側(cè)，兩個基座21之間安裝有滑桿22，滑桿22上滑動安裝有安裝座24，安裝座24能夠沿著滑桿22移動，安裝座24在滑桿22上的移動方式可以為人工推動或者電機驅(qū)動，滑桿22的數(shù)量不加限制，本實施例中，優(yōu)選的，所述滑桿22共有兩個，且沿豎直方向間隔設(shè)置；所述安裝座24上安裝有測量架25，安裝座24與測量架25之間的連接方式不加限制，本實施例中，優(yōu)選的，所述安裝座24上開設(shè)有多個安裝孔23，固定螺栓穿過安裝孔23將測量架25豎直固定安裝在安裝座24上，當安裝座24沿著滑桿22移動時，將帶動測量架25沿著滑桿22移動；所述測量架25上滑動安裝有移動座26，測量架25上還安裝有驅(qū)動移動座26沿測量架25滑動的驅(qū)動電機211，移動座26上安裝有激光測距模塊210，激光測距模塊210位于明渠水槽1內(nèi)，當驅(qū)動電機211帶動移動座26沿測量架25上下移動時，就帶動激光測距模塊210沿著測量架25升降，從而對明渠水槽1在各個高度的槽寬進行測量，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；所述移動座26上還安裝有導軌27，激光測距模塊安裝板29通過滑塊28滑動安裝在導軌27上，激光測距模塊210共有兩個，且間隔對稱安裝在激光測距模塊安裝板29上，兩個激光測距模塊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流量計量系統(tǒng)，處理終端采集激光測量儀5所測量的數(shù)據(jù)，并采集槽寬測量儀2獲取的槽寬數(shù)據(jù)、電磁傳感器3獲取的流速數(shù)據(jù)，利用后兩者對前者的數(shù)據(jù)進行補償計算，以增加激光流量儀5的的測量精度和準確性。具體為：在測量時，首先將安裝座24沿著滑桿22移動，直至測量架25位于明渠水槽1內(nèi)，驅(qū)動電機211帶動移動座26沿測量架25移動至明渠水槽1的底端，然后驅(qū)動電機211帶動移動座26沿測量架25上移，進而帶動激光測距模塊210沿著測量架25上移，直至激光測距模塊210移動至明渠水槽1的上沿所在的高度，在此過程中，槽寬測量儀2獲取明渠水槽1在各個高度的槽寬數(shù)據(jù)，并將獲取的槽寬數(shù)據(jù)發(fā)送至處理終端，激光測量儀5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)過計算處理，就能夠獲取明渠水槽1的流量Q，其中v=Q/3600/S。

為了對本發(fā)明激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)的測量效果進行驗證，分別采用本發(fā)明激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)及1英寸喉寬的巴歇爾槽對某矩形明渠進行流量測量，測量結(jié)果如表1所示。對矩形明渠采用巴歇爾槽測量流量，巴歇爾槽的流量與其液位相對應，通過巴歇爾槽的液位就能夠換算獲得矩形明渠的流量。

表1 激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)與巴歇爾槽測量結(jié)果對照表

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

為了將本發(fā)明激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)與現(xiàn)有的常規(guī)明渠流量計的測量效果進行對比，分別采用本發(fā)明激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)與現(xiàn)有的常規(guī)明渠流量計對某明渠進行流量測量，測量結(jié)果如表2所示。

表2 激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)與現(xiàn)有的常規(guī)明渠流量計的測量對比表

本發(fā)明激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)采用激光測量明渠的液位、槽寬測量儀測量明渠的槽寬數(shù)據(jù)、差動電磁傳感器測量明渠的流速，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量精度，測量準確度優(yōu)于1.5級；本發(fā)明激光明渠磁感應流量計量系統(tǒng)現(xiàn)場安裝方便，方便轉(zhuǎn)移，能夠用于比對及矯正現(xiàn)有的明渠流量計，如超聲波流量計。

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