机翼型闸墩量水闸门自动测流系统研发

【目的】研发适用于小型矩形渠道的流量自动测量设施及系统,分析测流原理,建立流量公式,实现自动化测流。【方法】将机翼形量水槽与平板闸门结合,形成机翼型闸墩量水闸门流量测量设施。通过水力性能试验,分析不同流量和闸门开度下的过流特性。以STC89C51RC为核心研发自动测流系统,包括测流设施、数据处理与通讯设施及动力设施3个主要组成部分。【结果】机翼型闸墩量水闸门的闸孔出流与堰流的判别阈值为0.77~0.82,通过不同闸门开度下的淹没度判别自由出流和淹没出流,建立了闸孔出流和堰流的流量计算公式;应用超声波传感技术获取水位、闸门开度等信息,编写内置流量计算软件,实时采集和输出渠道流量;采用光伏设施提供系统所需动力。【结论】机翼型闸墩量水闸门自动测流系统测流精度较高,可为灌区小型矩形渠道自动化测流提供参考。

机翼型闸墩量水闸门水力性能试验研究

针对特设量水设施缺少调控功能和传统闸门测流精度低的问题,设计一种以机翼形量水槽作闸墩的新型量水闸门,根据测流原理分析确定试验观测参数,采用水力性能试验的方法,对不同流量Q、不同闸门开度e条件下量水闸门的过流流态变化及流量公式进行研究。结果表明:1)机翼型闸墩量水闸门各流态闸前水流平稳,上游水深和水翅最高点随流量增大而升高,随开度增加而降低;上游水面线的变化随流量增大而变小,随开度增加而变大。2)闸墩的流线体型使得堰孔流的判别阈值(闸门相对开度)发生改变,判别阈值随流量的增大而降低,而后趋于平稳,最低为0.75,高于平底坎平板闸门的判别阈值0.65。3)拟合得到新型量水闸门堰流及闸孔出流的流量公式,与实测流量对比,相对误差小于5%。本研究提出的机翼型闸墩量水闸门既实现测控一体的功能,又保证流量的精准测量,可为灌区量水设施应用及研发提供参考。