一种监测低液位液体流量的系统的制作方法

本实用新型涉及一种流量监测技术，特别是关于一种监测低液位液体流量的系统。

背景技术：

流量计是一种监测液体流量的仪器，适用于各级环境监测站、污水处理厂、水利、水务及科研院所对工业污水排放口、江、河、湖、海等流量的监测。

目前，市面上销售的流量计种类繁多，但由于现有多普勒超声波流量计、螺旋桨流速仪等设备无法监测低液位流量，即管道中液体的流量很少，而容积法测流量又耗时耗力，效率极低，很难实现实时监测，所以亟需一种监测低液位液体流量的系统。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种监测低液位液体流量的系统，可以实现实时测量多普勒超声波流量计、螺旋桨流速仪无法测定的低液位液体的流量，且避免容积法的耗时耗力、无法连续测定流量的缺点，提高监测效率、节省人工成本。

根据本实用新型的一方面，提供了一种监测低液位液体流量的系统，所述系统包括：数据平台、标尺、液位监测设备；

所述标尺紧贴在井下的管道内壁，用于测量所述管道中液体的位置；

所述液位监测设备，安装在井下的井壁上，用于采集所述管道中液体的位置数据，并将所述液体的位置数据上传到所述数据平台；

所述数据平台与所述液位监测设备建立通讯连接关系，用于接收所述液位监测设备采集的所述管道中液体的位置数据，并计算所述液体的流量。

所述液位监测设备包括：

壳体，通过固定孔固定在井壁上；

影像模块，通过旋转支架设置在所述壳体底部，用于采集所述标尺测量的所述管道中液体的位置；

通讯模块，用于将所述液位监测设备采集的所述管道中液体的位置数据传输到所述数据平台；

电源，用于为所述液位监测设备供电；

所述数据平台是中央处理器、单片机、现场可编辑逻辑器件至少一种。

在一种可能的实现方式中，所述液位监测设备还包括：

输入模块，用于输入所述管道参数；

显示模块，用于显示采集的所述管道中液体的位置数据以及管道参数。

在一种可能的实现方式中，所述液位监测设备还包括电路控制模块，所述电路控制模块包括处理器，所述处理器连接有影像模块、通讯模块、输入模块、显示模块以及电源接口，所述电路控制模块通过所述影像模块的接口、通讯模块的接口、输入模块的接口、显示模块的接口以及电源接口分别与所述影像模块、通讯模块、输入模块、显示模块以及电源电连接。

在一种可能的实现方式中，所述通讯模块还用于将输入的所述管道参数传输至所述数据平台。

在一种可能的实现方式中，所述管道参数至少包括：管道类型、管道尺寸、管道坡度、管道材质。

在一种可能的实现方式中，所述数据平台用于根据所述管道参数和所述管道中液体的位置数据计算所述液体的流量。

在一种可能的实现方式中，所述数据平台用于根据所述管道参数和所述管道中液体的位置数据计算所述液体的流量，包括：

所述数据平台根据所述管道类型与所述管道尺寸获得液体过流横截面积；根据所述管道坡度与所述管道粗糙度获得液体流速；根据所述液体过流横截面积和流速计算得到所述液体的流量。

由此可见，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的监测低液位液体流量的系统，通过数据平台、标尺、液位监测设备；标尺紧贴在井下的管道内壁，用于测量管道中液体的位置；液位监测设备，安装在井下的井壁上，用于采集管道中液体的位置数据，并将液体的位置数据上传到数据平台；数据平台与液位监测设备建立通讯连接关系，用于接收液位监测设备采集的管道中液体的位置数据，并计算液体的流量。可以实时测量多普勒超声波流量计、螺旋桨流速仪无法测定的低液位液体的流量，且避免容积法的耗时耗力、无法连续测定流量的缺点，提高监测效率、节省人工成本。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一实施例的监测低液位液体流量的系统结构示意图；

图2(a)、2(b)示出了根据本实用新型一实施例的标尺的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型一实施例的监测液体设备的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型一实施例的监测液体设备的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型一实施例的监测液体设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型实施例作进一步详细的说明。

需要说明的是，本实用新型的监测低液位液体流量的系统主要应用于环境监测站中，这些仅为本实用新型的一种场景应用示例，不对本实用新型实施例的应用构成限定。

为便于理解监测低液位液体流量的系统的工作原理，先对监测低液位液体流量的系统的结构进行介绍，图1示出了根据本实用新型一实施例的监测低液位液体流量的系统的结构图。

监测低液位液体流量的系统，包括：数据平台101、标尺102、液位监测设备103。

标尺102(如图1、2(a)、2(b)中所示的半圆形标尺1021)紧贴在井下的管道内壁105，用于测量管道中液体104(如图1中水流)的位置；其中，图1、2(a)、2(b)中的标尺102(半圆弧标尺1021)具有固定孔，可以采用膨胀钉通过固定孔将半圆弧标尺固定在管道内壁105上，保证半圆弧标尺无缝隙紧贴在管道内壁105，进而提高测量的准确性。

液位监测设备103(如图1中所示的设备主体1031及设备主体上的摄像头1032)，安装在井下的井壁上，用于采集管道中液体104的位置数据，并将液体104的位置数据上传到数据平台101。

数据平台101与液位监测设备103建立通讯连接关系，用于接收液位监测设备103采集的管道中液体的位置数据，并计算液体的流量。

该系统可以实时测量多普勒超声波流量计、螺旋桨流速仪无法测定的低液位液体的流量，且避免容积法的耗时耗力、无法连续测定流量的缺点，提高监测效率、节省人工成本。

液位监测设备103包括：壳体10311、影像模块1032、通讯模块10313、电源10314。此外，液位监测设备103还包括电路控制模块(图中未示出)。

如图3所示壳体10311通过固定孔10315固定在井壁上，其中，壳体10311可以设置为长方体，可以根据实际应用情况对壳体10311的形状进行设置，本实用新型对此不作具体限制。壳体10311一侧有可打开的可活动盖体10317(图中未示出)，该可活动盖体10317内侧边缘有防水胶条，壳体10311和可活动盖体10317通过铰链连接，并通过夹扣密封扣合。此外，在壳体10311的顶部和底部可以设置固定孔，还可以在壳体的顶部和底部设置固定挂耳，用于将壳体固定在井壁上。液位监测设备的壳体与其内部的电路控制模块之间通过防水螺栓连接。

影像模块1032通过旋转支架设置在壳体底部，用于采集标尺测量的管道中液体的位置。其中，旋转支架与壳体之间通过焊接连接，图3中影像模块1032(即摄像头)与电路控制模块之间通过线缆电气连接。

通讯模块10313(如图3所示的天线、图4中的gprs模块)，用于将液位监测设备103采集的管道中液体的位置数据传输到数据平台101，还可以将液位监测设备103的电量数据、定位数据以及周围环境温度数据传输到数据平台101。该通讯模块10313与壳体10311之间通过焊接连接，液位监测设备103的通讯模块10313(天线)与其内部的电路控制模块之间通过线缆电气连接。

电源10314，用于为液位监测设备供电，其中，电源10314可以为可重复充电大容量电池，还可以如图5中的锂电池10319。电源10314与壳体10311之间通过防水螺栓连接，电源10314与电路控制模块之间通过线缆电气连接，电源10314与电路控制模块之间通过绝缘托板隔开。

如图5所示，液位监测设备103还包括：输入模块10317(按键区域)和显示模块10318(显示屏)，其中显示模块10318可以为ldc液晶显示。

输入模块10317用于输入管道参数；其中管道参数至少包括：管道类型、管道尺寸、管道坡度、管道材质。具体的，管道类型包括圆形管道、方形管道、梯形管道以及其他不规则形状的管道，本公开对管道类型不作限制。对于圆形管道，管道尺寸指管道直径；对于方形管道，管道尺寸指管道的底宽和高度；对于梯形管道，管道尺寸指管道的底宽、高度以及边坡系数。管道尺寸根据管道类型设定，本公开对管道尺寸具体包含的参数也不作具体限定。

显示模块10318，用于显示采集的管道中液体的位置数据以及管道参数。此外，通讯模块10313还可以将输入的管道参数传输至数据平台101。

电路控制模块包括处理器1041，处理器1041连接有影像模块1032、通讯模块10313、输入模块10317、显示模块10318以及电源10314接口，电路控制模块通过影像模块1032的接口、通讯模块10313的接口、输入模块10317的接口、显示模块10318的接口以及电源10314接口分别与影像模块1032、通讯模块10313、输入模块10317、显示模块10318以及电源10314电连接。

数据平台用于根据输入的管道参数和管道中液体的位置数据计算液体的流量。具体的，数据平台根据管道类型与管道尺寸获得液体过流横截面积；根据管道坡度与管道粗糙度计算液体流速；其中，管道粗糙度是根据通讯模块上传至数据平台的管道材质数据，与存储的管道粗糙度数据进行自动匹配，进而获得该管道材质对应的管道粗糙度，并用于计算液体流速；根据液体过流横截面积和流速计算得到液体的流量。此外，数据平台可以远程查看液位监测设备的工作状态、电量情况、定位、环境温度，可以远程修改设备参数。其中，设备参数包括管道类型、管道尺寸、管道坡度、管道材质、数据读取时间、数据上传间隔、流量单位。

另外，数据平台可以与计算机客户端、移动客户端(微信、短信)保持数据同步。通过计算机客户端、移动客户端读取、传送以及设置数据同步的时间间隔。

本实用新型所提供的监测低液位液体流量的系统，通过数据平台、标尺、液位监测设备；标尺紧贴在井下的管道内壁，用于测量管道中液体的位置；液位监测设备，安装在井下的井壁上，用于采集管道中液体的位置数据，并将液体的位置数据上传到数据平台；数据平台与液位监测设备建立通讯连接关系，用于接收液位监测设备采集的管道中液体的位置数据，并计算液体的流量。可以实时测量多普勒超声波流量计、螺旋桨流速仪无法测定的低液位液体的流量，且避免容积法的耗时耗力、无法连续测定流量的缺点，提高监测效率、节省人工成本。

对所实用新型的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。