扭矩式明渠测流方法的研究

针对北方灌区斗、农渠数量多、底坡缓且灌溉水流泥沙多的现状,提出了一种扭矩式明渠测流方法。为了探索在矩形明渠水流冲击作用下测流圆杆对固定点的扭矩、水深与流量之间的理论关系,应用圆柱绕流原理对圆杆测流模型进行理论分析,并结合流速面积法,得出扭矩、水深与流量之间的半经验关系式,并在室内矩形明渠中进行标定。试验结果表明,扭矩式明渠测流方法具有较高的测流精度,计算流量与实测流量之间平均相对误差为1.212%,最大相对误差为3.18%,相对误差均小于5%,满足灌区量水要求。该测流方法水头损失小、成本低廉,测流精度较高,为灌区量水提供一种新的测流方法。

基于GPRS的灌区明渠测流系统研究与设计

本文基于GPRS无线通讯网络技术,提出了一种采用超声波明渠流量计、流速传感器、液位传感器等原件构成的灌区明渠流量测量系统方案。本系统可以及时的将传感器采集的数据,通过GPRS模块无线传输给监控中心的上位机进行分析处理。系统以较低的建设成本实现灌区测流管理的自动化和信息化,且实时性、可靠性高。

基于GSM短信息的灌区明渠测流系统

基于GSM无线通讯网络技术，提出了一种采用液位传感器、单片机、西门子TC35芯片以及单晶硅太阳能电池等元件构成的灌区明渠流量测量系统方案。采集的数据(包括时间)通过GSM公众网络以SMS的方式上传至控制中心，再由控制中心实现用水计量、水量宏观调配、水费征集和报表打印功能，进而以较低的成本实现灌区测流管理的自动化和信息化。

基于ARM的摆杆式明渠测流系统设计

针对水利方面明渠测流过程中测量精度差,测流过程及数据处理繁琐等问题,设计了一种新型的摆杆式明渠测流系统。以ARM处理器为核心,传感器主要包括超声波模块、倾角监测模块。同时为了提高系统实时性,软件方面搭载了μC/OSⅢ操作系统与emWin图形库。系统测流时,先收集处理各传感器数据,再利用公式得到流量,并将数据显示在液晶屏上,同时数据会自动保存并上传。实验结果表明:与传统的明渠测流装置相比,该系统极大地提高了在明渠测流方面的准确性与实时性,也极大地简化了测流过程,提高了测流效率。

横向摆杆式明渠测流方法在矩形渠道中的应用研究

为了提高灌区内的量水准确度,利用横向摆杆在水流冲击及扭转弹簧共同作用下产生的水平转动角度θ与渠道过水断面流速v之间存在的数学关系,提出一种基于流速面积法的明渠测流方法。通过对横向摆杆式明渠测流装置在矩形渠道中进行物理实验,并在FLUENT计算流体力学软件中采用VOF两相流模型和标准k-ε湍流模型对测流过程进行模拟仿真,综合分析该装置的测流性能及在测流过程中渠道水流的水力特性。对物理实验结果进行分析,发现测流公式的测流误差小于5%;对模拟仿真结果进行处理,发现矩形渠道过水断面中垂向流速分布随着水深的增加呈现出先增大后减小的趋势,最大流速位于水面以下;横向流速分布特点为中间大,两侧小,且边壁处的流速为0,符合水力学中的基本原理。研究结果表明该测流方法的测流精度符合取水计量的规定且横向摆杆装置对流场的扰动较小。

压力式明渠测流装置的数值模拟研究

为了提高灌区的测流精度,降低测流的成本和人力投入,以伯努利方程为测流原理,制作了一种压力式明渠测流装置。基于Fluent软件,利用VOF方法和Realizable k-ε模型对压力式明渠测流装置在矩形渠道中的水力特性进行数值计算,得到的数据在后处理软件中进行处理、分析,同时进行试验验证。研究表明:渠道水流自由液面横向流速从中心到渠道两侧边壁逐渐减小,中心断面垂向流速从渠道底部到自由液面先增大后减小,且最大流速点位于自由液面以下;渠道水流在压力式明渠测流装置下游区形成涡旋;模拟得到的不同位置处流速与试验流速最大误差不超过4.08,最小仅为0.29;在矩形渠道中,压力式明渠测流装置的模拟流量值与实际流量值误差小于3,可以满足测流精度的要求,证明了数值模拟的可行性。

大型明渠测流的电磁感应法

黄河流域的众多引水口测流，具有含泥沙量大、易沉淀淤积河床、漂浮物多、水量变化范围大、水路形状不规则等特点。在众多测流方法中，电磁感应原理的流量测量方法有着其他测流方法不可比拟的优越性。主要介绍了明渠全渠宽线圈的电磁感应法流量测量的原理、方法、应用特点，并从原理和实际应用等方面，与超声波测流法作了比较。

明渠测流单宽流量的多项式拟合

在泵站测试中,采用流速仪法测流时,用“四次五项式”拟合可满足精度要求。

走航式ADCP在明渠测流中的应用

ADCP在水利工程水文测验中的使用时方便快捷,测验技术日趋成熟,尤其在明渠引水渠道的水利工程建筑物参数率定及多断面测流时应该广泛。文章就ADCP在明渠测流时遇到的一些技术问题进行探讨。

基于稀释法的矩形明渠自动测流研究

为了探索基于稀释法的自动测流装置在矩形明渠中的测流精度及影响因素,利用YD-1H型盐度计测量示踪剂溶液投入前后矩形明渠水流的盐度变化,可得到各个时段水流的盐度值。基于稀释法的自动测流装置结合了YD-1H型盐度计与物联网云平台,自动测量水流盐度,从而得出流量QC-1V/∫T-0(C-2-C-0)d t。通过观察电磁流量计的流量以及对实验测流数据的分析,结果发现,基于稀释法的自动测流装置得到的流量与矩形明渠中实际流量平均相对误差在4以内,符合明渠测流装置测量精度的要求,进一步证明了基于稀释法的自动测流装置的可行性,具有一定的推广应用价值。

基于CDMA/GPRS的灌区明渠流量监测系统

本文介绍了一种基于CDMA/GPRS无线网络通讯的灌区流量监测系统,该系统由河渠电子水位流量计,流量计置数仪和具有固定IP地址的服务器组成,实现了灌区明渠水位数据的实时监测、上报,软件系统完成数据的分析处理,其软硬件稳定性和可操作性满足灌区水资源管理的需要,且成本低,易于推广。

基于GPRS的河套灌区流量测量遥控系统研究

针对河套灌区流量测量特点,提出了以GPRS无线通信技术为数据传输平台,利用超声波测流法测量明渠流量的方案。超声波测流硬件主要由智能仪表、流速传感器和液位传感器等组成。流速传感器和液位传感器能够实时采集现场数据,智能仪表对传感器采集到的数据进行底层处理,并通过GPRS模块上传给监控中心上位机。上位机对接收到的数据进行分析和处理,根据分析和处理的结果对现场仪器仪表进行控制,从而实现灌区流量管理系统的远程遥控。该系统建设成本较低,相对误差较小,可满足明渠测流的精度要求,且实时性好、可靠性高。

不同坡度下摆杆式测流仪量水特性的研究

灌区精准量水是实现水资源可持续发展的关键所在,针对明渠测流技术提出了一种基于摆杆摆动角度与渠道过水断面瞬时流量之间关系的明渠测流方法。为了研究不同坡度下摆杆式明渠测流装置的测流特性,利用摆杆式测流仪器在D50 U型渠道上进行测流试验,并结合量纲分析法对试验结果进行处理,研究表明:摆杆式明渠测流仪摆动角度θ与渠道过水断面瞬时流量Q之间关系为:Q=K(L sinθ)5/2,在坡度为1/500、1/1 000、1/2 000、1/5 000与1/10 000的D50 U型渠道中线性相关性良好,测量精度可以满足明渠测流要求。

取水口流量计量设施现场校准方法研究

为落实水利部印发的《关于强化取水口取水监测计量的意见》,加强取水口计量设施有效管理,提升监测数据质量,文章结合四川大中型灌区计量设施实际配置情况,针对灌区流量计无法离线送检的情况,研究了国内现场校准方法和装置的现状及应用前景,重点针对明渠测流和管道测流,利用便携式设备开展现场校准的可行性进行了探讨。

渠道量控一体化系统在灌区明渠中的实用性研究

介绍了结合运用流体力学、通讯及信息控制技术,成功研制的一套渠道量控一体化系统。通过现场试验和试用后,通过对自动测量数据和人工测量数据进行的对比分析证明,水位、流量测量精度满足要求,且具有可操作性强、成本低和功耗低等特点。该系统在江西省赣抚平原灌区二干渠灌片中的应用表明:安装渠道量控一体化系统的灌片,采取间歇灌溉模式下,既节省了人力物力,提高了劳动生产率,又增加了粮食产量,节约了灌溉用水量,为灌区灌溉用水科学管理和决策提供可靠依据,是推进灌区现代化建设的必然选择。

灌区测控一体化闸门系统设计与试验

【目的】实现灌区明渠输配水的智能化控制。【方法】采用传感测量、电气控制、机械设计制造和无线通信等技术,研发了一种基于PLC和物联网的灌区测控一体化闸门系统,该系统主要包括两大部分:现地闸门终端和物联网远程监控系统。本研究运用矩形渠道平板闸门的过流量检测方法,然后融合信息采集、自动控制等技术,使该闸门系统具备渠道水位、闸门开度、过闸流量等参数的计量功能;采用对称双齿轮齿条作为平板闸门升降的传动机构,提升了闸门启闭运行的稳定性、安全性和效率;研制了基于PLC的现地闸门终端控制装置,具有闸门终端远程通信和自动控制的功能;开发了远程监控平台软件,包含手机端和电脑端,实现了对闸门的远程监控与工情数据管理。【结果】闸门终端工作性能稳定,系统具有计量精度高、稳定性强、操作和维护方便的特点,闸门开度控制的最大误差为1mm,网络丢包率接近于零,自由出流的测流误差小于4.6%,淹没出流的小于8.3%。【结论】因此,该系统适用于灌区中小型渠道输配水过程的精准控制。

面向灌区调水工程的远程自动计量闸门研究

设计了一种基于远程无线通信技术的灌区动态调水系统,由安装于各级渠道上的自动计量闸门集群和运行于调度中心的远程调水控制系统组成。利用明渠测流理论和传感测量技术,实现了闸门的计量功能;对称双轮双向卷拉驱动机构和中空蜂窝闸板结构设计,提高了闸门启闭运动的可靠性和闸门运行能效;开发了基于ARM的闸门终端控制器,实现了闸门终端的智能控制和无线远程通讯,多种闸门工作模式可满足不同的应用需求;设计了太阳能供电与电源管理系统,解决了闸门野外工作的供电问题;开发了远程动态调水控制的应用软件包,实现了对闸门的远程监控与联动调水。实验表明,闸门终端环境适应性强,性能稳定,动态水位误差小于5 mm,闸门定位误差小于1 mm,自由流的测流误差小于4.6%,淹没流测流误差小于8.3%,可满足各类自动调水工程应用。

灌区灌溉用水量管理系统的研究与设计

基于GPRS无线通讯网络技术,提出了一种采用超声波明渠流量计、巴歇尔槽、液位传感器等原件构成的灌区明渠流量测量系统方案。系统可以及时的将传感器采集到的数据,通过GPRS模块无线传输给监控中心的上位机,上位机将接收到的数据进行分析和处理,进而实现上位机对明渠流量计和数据采集仪等仪器的控制。系统以较低的建设成本实现灌区测流管理的自动化和信息化,相对误差较小,能够满足明渠流量计算的精度要求,且实时性好,可靠性高。

面壁十年图破壁——记国家科技发明三等奖获得者牛奔

1991年8月24日8点15分,随着一声“请牛奔同志进来答辩!”只见一位粗壮的小伙子,一手提着他的最新发明——明渠测流棒,一手提着文件袋,走进北京友谊宾馆一楼会议室。会议室里气氛严肃,椭圆形会议桌旁坐满了国内专家。他们代表国家审查牛奔主持发明的明渠测流棒,决定是否应授予他国家级奖励。牛奔被引到讲台上。这是他平生第一次接受这样高规格的考试。他有些困惑,心跳得厉害,汗从额头上淌下来。他努力克制住自己不安的情绪,按照事前的准备,滔滔不绝地讲了起来。他首先介绍了国内外明渠测流技术的现状。