专利名称：渠道过水断面快速测定设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计量装置，特别涉及一种能够快速测定多泥沙状态下渠道过
水断面的渠道过水断面快速测定设备。
背景技术：
作为输送水资源的渠道，准确的过水断面是计量过水流量的基本依据，渠道修建
的几何尺寸——底宽、坡比尺寸等，一般是设计确定和已知的，只有过水水位是动态变化
的，只要实时、准确计量出水位高度，便可计算出过水面积及相应过水流量。
目前，常规计量渠道水位的方法有如下几种浮子水位计、压力水位计、气介超声
波水位计。 浮子式水位计——传统的计量方法，在清水中计量准确、性能稳定可靠，但技术落后，自动化程度低，一般必须放在建造的静水井中使用。但是如果用多泥沙水体，水中夹带、沉积的泥沙很快就会将进水通道和静水井淤塞，致使无法使用，既使在淤塞前能使用几次，也只能测其水位高程，但无法测量出渠道的淤泥高度和实际水位。 压力式水位计——是因不同的水位高度而感应出相应的水压来测量水位的，压力传感部分沉入水底工作，一旦有淤泥附着或被淤泥掩埋，致使无法使用。同样，该仪器也无法测量出渠道的淤泥高度和实际水位。 气介式超声波水位计——是以空气作为声脉冲传播的水位测量仪器，其应用方式是固定高悬于水面之上，向水面发射声脉冲并接收自水面反射回的声信号，通过声波运行时间与声速计算出水位高度。同前述二种方法的缺点一样，只能测量出水位高程而无法测出渠底淤泥沉积高度，无法反映渠道真实过水断面。 因此，上述一般水位计量产品和方法在水体清澈不改变渠道断面们状态下是可行的，但是在高泥沙含量的输水渠道中，由于渠道水体在输送过程中会逐渐沉淀泥沙而淤积，改变了渠道的底宽和底高，单纯的水位计量无法真实反映过水面积，由于泥沙淤积造成的水位仪器失去应用功能。

发明内容本实用新型实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种渠道过水断面快速测定设备，能够真实、有效地快速测定渠道过水断面，能动态计量水位和淤泥双项指标。 为了实现上述目的本实用新型实施例采取的技术方案是一种渠道过水断面快速测定设备，横跨在渠道上，包括水介质超声波换能器、动力装置、横跨所述渠道的轨道，其中，轨道放置在所述渠道两侧堤岸上轨道搁置座上，所述动力装置内部设置有水介质超声波测量系统，所述水介质超声波测量系统可使得所述动力装置可相对所述轨道做水平及垂直运动，所述水介质超声波换能器装配在导流装置中，所述导流装置由所述动力装置牵引。[0010] 为了保证测量的准确性，所述轨道搁置座与所述渠顶等高。[0011] 作为优选，所述导流装置为铅鱼。 为了达到测量的真实有效性，所述动力装置中的水介质超声波测量系统还包括控制水介质超声波换能器触水即停的自控装置。 本实用新型运用可计量运行距离的动力装置将水介质超声波换能器从固定起始点降至水面；水介质超声换能器的触水的自感应信号输入到动力装置的动力控制系统，使超声波换能器入水即停，同时测量并输出水面至水底淤积面的距离。随即，系统计算单元将原已测定的总高程已知数据与动力运行距离和超声波水位计测量距离进行计算，便可同时得出某测点实时的实际水位高程和渠底泥沙淤积的高程；动力装置使超声波换能器沿水平方向位移并进行逐点测量，形成水底高程曲线，据此，可真实计量反映出渠道过水断面面积。 本实用新型实施例的有益效果是相比现有技术，本实用新型能够真实、有效地快速测定渠道过水断面，能动态计量水位和淤泥双项指标，尤其适合多泥沙状态下渠道过水断面的快速测量。

图1是本实用新型实施例所述渠道过水断面快速测定设备的结构示意图；[0016] 图2是图1中所述的导流装置的结构图。 图中1动力装置，2轨道，3轨道搁置座，4运动起始点，5水介质超声波换能器，6水面，7渠底，8实际渠底线，9导流装置。
Hl :水介质超声换能器运行高程；H2 :实际水位高度；H3 :淤泥沉积厚度；H :渠底
至相应水平点总高程。H2 = H-H1-H3， H3 = H-H1-H2。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例所述渠道过水断面快速测定设备横跨在渠道上，所述设备包括水介质超声波换能器5、动力装置1、横跨所述渠道的轨道2。其中，轨道2放置在渠道两侧堤岸上轨道搁置座3上，为了保证测量的准确性，所述轨道搁置座3与渠等高。具体实施时，轨道搁置座3可采用水泥墩，轨道2可制做成尺度可伸縮的轨道。[0020] 动力装置1内部设置有水介质超声波测量系统，可使得动力装置1可相对所述轨道2做水平及垂直运动。水介质超声波测量系统用于控制计量行程，它包括水平位移系统及垂直升降动力系统。为了达到测量的真实有效性，动力装置l中的水介质超声波测量系统还包括控制水介质超声波换能器5触水即停的自控装置。 动力装置1上吊装有重质量的导流装置9。水介质超声波换能器5装配在导流装置9中(参见图2)。作为优选本例中导流装置9采用铅鱼。其中，导流装置9由动力装置l牵引。 本实用新型的工作过程如图l所示，动力装置1中的水平位移系统在轨道2上按水文测量规范到一定位置，动力装置1中的垂直升降动力系统指令配有水介质超声波换能器5的导流装置9由运行起始点4向水面6运行；同时，本实用新型所述设备计量出运行距离Hl ;水介质超声波换能器5 —入水面6便停止运行；导流装置9可以在渠道流水状态下保持平衡；同时，设备开始向渠底7发射声波测量出H2 ;随即，设备中的计算单元将原已测定的总高程H与动力运行距离HI和超声波水位计测量距离H2进行计算，便可同时得出某测点实时的实际水位高程H2和渠底泥沙淤积的高程H3 ;并将测量的水位H2和淤泥H3数据存储和输出。 该点测量完成后，在动力装置1中的垂直升降动力系统指令下，配有水介质超声波换能器5的导流装置9回到运行起始点4 ;跟据水文测量规范和实际计量工作的需要，动力装置1中的水平位移系统移至下一个测量点，以此类推，形成实际渠底线8和水位高程线6，根据巳知的渠道坡，所述设备快速测定出渠道过水面积。 因此本实用新型是一种快速测定多泥沙状态下渠道过水断面的计量设备，该设备运用水介质超声波技术和数字自动控制技术及数字行程计量系统相结合，由CPU自动控制处理，能够同时测量出渠道在高泥沙淤积状态下的实际水位高程、泥沙淤积高程的双动态实时指标，快速测定并保证了渠道过水面积的准确性，并将测量的实际水位、淤泥高程和过水面积等数据存储并通讯输出。 以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求一种渠道过水断面快速测定设备，横跨在渠道上，其特征在于包括水介质超声波换能器、动力装置、横跨所述渠道的轨道，其中，轨道放置在所述渠道两侧堤岸上轨道搁置座上，所述动力装置内部设置有水介质超声波测量系统，所述水介质超声波测量系统可使得所述动力装置可相对所述轨道做水平及垂直运动，所述水介质超声波换能器装配在导流装置中，所述导流装置由所述动力装置牵引。
2. 根据权利要求1所述的渠道过水断面快速测定设备，其特征在于所述轨道搁置座 与所述渠顶等高。
3. 根据权利要求1所述的渠道过水断面快速测定设备，其特征在于所述导流装置为 铅鱼。
4. 根据权利要求1-3任一权利要求所述的渠道过水断面快速测定设备，其特征在于 所述动力装置中的水介质超声波测量系统还包括控制水介质超声波换能器触水即停的自 控装置。
专利摘要本实用新型提供了一种渠道过水断面快速测定设备，横跨在渠道上，包括水介质超声波换能器、动力装置、横跨所述渠道的轨道，其中，轨道放置在所述渠道两侧堤岸上轨道搁置座上，所述动力装置内部设置有水介质超声波测量系统，所述水介质超声波测量系统可使得所述动力装置可相对所述轨道做水平及垂直运动，所述水介质超声波换能器装配在导流装置中，所述导流装置由所述动力装置牵引。本实用新型能够真实、有效地快速测定渠道过水断面，能动态计量水位和淤泥双项指标，尤其适合多泥沙状态下渠道过水断面的快速测量。
文档编号G01C5/00GK201488718SQ200920172848
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者张国华, 张新潮, 谢崇宝, 高虹, 黄斌 申请人:中国灌溉排水发展中心;北京中灌绿源国际咨询有限公司;武汉先达监测技术有限公司