基于多终端可视化的装配式巴歇尔槽自动测流装置

1.本实用新型涉及流量测量设备技术领域，具体为基于多终端可视化的装配式巴歇尔槽自动测流装置。


背景技术：

2.随着水资源匮乏加剧及其他用水对农业用水的挤占，客观要求旱区农业用水从粗放的灌溉模式向集约型精量灌溉模式转变，以使有限的水资源满足更多农田灌溉之需，灌区用水量测技术的开发和应用是农业用水实现精量用水管理的根本途径之一，我国常见的量水设备主要分为以下四种：水工建筑物量水、特设设备量水、流速仪量水和量水仪表量水，巴歇尔槽属于利用特设量水设备量水的一种，使用巴歇尔槽进行明渠流量监测是一项优秀的测量方法，巴歇尔槽形状复杂，具有量测精度高、读数方便、不易淤积等优点,在我国灌区应用广泛。
3.但在实际的生产过程中研究人员发现巴歇尔槽的安装较为困难，通常采用将一大段渠道部分挖开安装巴歇尔槽整体后再将其安装回去的方法，这一方面工作量与经济成本增大，另一方面安装过程中槽的选型，槽的安装位置，槽体及水位计的安装容易出现偏移造成量测数据的误差，对于施工过程中存在整体运输难度过大的情况，装配式安装给予人们一种新的解决方法。目前巴歇尔槽水位读数方式仍停留在人工读数，其带来的问题一是靠近渠上读数由于水流湍急流量大等存在危险，二是液面有起伏读数存在误差，导致量测精度低，最为严重的问题是这些量测水设备无法与通信技术相衔接，数据采集、存储、传输手段落后，无法实现水量监测的自动化，与现代化水利的需求相去甚远。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供基于多终端可视化的装配式巴歇尔槽自动测流装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.基于多终端可视化的装配式巴歇尔槽自动测流装置，包括巴歇尔槽槽体，所述巴歇尔槽槽体上方设有支撑架，并且巴歇尔槽槽体与支撑架连接组成巴歇尔槽的基本结构，所述支撑架底部固定连接有支撑架架脚，且支撑架架脚架设在巴歇尔槽槽体外侧，所述支撑架顶部开设有雷达水位计安装孔，并且支撑架通过雷达水位计安装孔安装有雷达水位计，且雷达水位计上方安装有用于对雷达水位计进行保护的保护罩，且雷达水位计通过蓝牙或者4g连接有遥感终端，所述遥感终端顶部安装有太阳能板用于对遥感终端提供电能；
7.所述遥感终端内置物联网卡，并且通过物联网卡将信息传递至数据集，同时遥感终端也可通过蓝牙与雷达水位计进行数据交换，数据集将数据实时传输至dateease平台做进一步处理；
8.dateease平台快速分析数据并转化为图表，同时实现多终端同步可视化监测，实现数据监测的可读性与同步性。
9.优选的，所述巴歇尔槽槽体分为收缩段、喉道段和扩散段组成，所述收缩段上方与支撑架架脚固定连接，所述收缩段上方后侧固定连接有喉道段，且喉道段后端固定连接有扩散段。
10.优选的，所述巴歇尔槽槽体与支撑架为加入添加剂的混凝土在模具内一体浇筑而成。
11.优选的，所述雷达水位计包括防水信号接收器、电池储存区、显示屏、控制器、探头和内部处理系统构成，所述防水信号接收器和显示屏均安装在电池储存区上方，所述电池储存区下方连接有控制器，所述控制器底部固定连接有内部处理系统，且内部处理系统底部固定连接有探头。
12.优选的，所述巴歇尔槽槽体一侧设有静水井，且静水井内部安装有磁浮子水位计。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型所提供的一种基于多终端可视化的装配式自动测流巴歇尔槽根据明渠流量采取定制性装配，即从源头避免了巴歇尔槽测流范围不正确导致测流失败的问题。
15.本实用新型所提供的装配式自动测流巴歇尔槽，由一体成型混凝土巴歇尔槽、雷达水位计、支撑架、遥感终端、静水井、磁浮子水位计与太阳能板安装组成，安装简单快速，移动便捷。
16.本实用新型所提供的装配式自动测流巴歇尔槽，根据渠道流量确定巴歇尔槽模具尺寸，再进行混凝土浇筑一体成型技术，一方面降低巴歇尔槽在安装时复杂的结构要求，保证了本身测流精度；二是在安装过程中不需要高技术要求，安装便捷，可降低现场施工时的复杂性与困难性；三是可以与明渠渠道较好接合，通过安装时浇筑混凝土就能达到较好接合，保证巴歇尔槽过水断面精度与安装的稳定性、牢固性；四是经济成本低，本装置所提供的装配式巴歇尔槽造价低廉且现场安装时只需要吊运与浇筑密封，不需要再将渠道挖开施工，减少费用支出。
17.本实用新型所提供的装配式巴歇尔槽，所述巴歇尔槽分板体材料为加入添加剂的混凝土，且内表面涂抹密封固化剂，具有密封防尘、硬化耐磨、抗老性能好、后期维护费用低且环保的优点。
18.本实用新型所提供的装配式自动测流巴歇尔槽，安装雷达水位计时选用自带温度和水面波动修复系统且无视野盲区，内部修正系数可自动转化为定量参数输出精确的水位数据的设备，读数时雷达水位计实时识别水位曲线，自动转化为水位数据。
19.本实用新型所提供的基于多终端可视化的装配式自动测流巴歇尔槽，其遥感终端内有物联网卡，与雷达水位计通过蓝牙连接后，实时接收雷达水位计水位数据，与磁浮子水位计数据比对，并将其传输至dateease平台做进一步处理，一是在此平台快速分析数据并转化为图表，二是实现多终端同步可视化监测，实现数据监测的可读性与同步性，同时符合当前基于大数据背景下智慧农业政策，在流量监测领域具有创新性。
附图说明
20.图1为本实用新型巴歇尔槽槽体结构示意图；
21.图2为本实用新型雷达水位计安装孔安装结构示意图；
22.图3为本实用新型雷达水位计结构示意图；
23.图4为本实用新型巴歇尔槽自动测流的流程图；
24.图5为本实用新型巴歇尔槽槽体剖视图。
25.图中：1、巴歇尔槽槽体；2、雷达水位计安装孔；3、支撑架架脚；4、支撑架；5、雷达水位计；511、防水信号接收器；512、电池储存区；513、显示屏；514、控制器；515、探头；516、内部处理系统；6、保护罩；7、遥感终端；8、太阳能板；9、收缩段；10、喉道段；11、扩散段；12、静水井；13、磁浮子水位计。
具体实施方式
26.实施例1：
27.请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：
28.基于多终端可视化的装配式巴歇尔槽自动测流装置，包括巴歇尔槽槽体1，上述巴歇尔槽槽体1上方设有支撑架4，并且巴歇尔槽槽体1与支撑架4连接组成巴歇尔槽的基本结构，上述支撑架4底部固定连接有支撑架架脚3，且支撑架架脚3架设在巴歇尔槽槽体1外侧，上述支撑架4顶部开设有雷达水位计安装孔2，并且支撑架4通过雷达水位计安装孔2安装有雷达水位计5，且雷达水位计5外侧安装有用于对雷达水位计5进行保护的保护罩6，且雷达水位计5通过蓝牙或者4g连接有遥感终端7，上述遥感终端7顶部安装有太阳能板8用于对遥感终端7提供电能；
29.上述遥感终端7内置物联网卡，并且通过物联网卡将信息传递至数据集，同时遥感终端7也可通过蓝牙与雷达水位计5进行数据交换，数据集将数据实时传输至dateease平台做进一步处理；
30.dateease平台快速分析数据并转化为图表，同时实现多终端同步可视化监测，实现数据监测的可读性与同步性。
31.雷达水位计5测出水位由遥感终端7通过物联网卡上传实时监测数据后，输入dateease平台，根据流量公式q＝chn计算实时流量数据，c为流量系数，n为指数，同时将渠道流量q转化为图表形式。
32.dateease平台的数据转化工作具有多终端同时性的特点，即可在不同设备或者跨平台进行可视化资料的获取。
33.上述巴歇尔槽槽体1分为收缩段9、喉道段10和扩散段11组成，上述收缩段9上方与支撑架架脚3固定连接，上述收缩段9上方后侧固定连接有喉道段10，且喉道段10后端固定连接有扩散段11。
34.巴歇尔槽槽体1根据传统巴歇尔槽构型所设计，并且根据五种不同渠道流量范围，测流范围为0.09l/s-251l/s,设计不同喉道宽的巴歇尔槽槽体1。
35.上述巴歇尔槽槽体1与支撑架4为加入添加剂的混凝土在模具内一体浇筑而成，具有可避开挖渠道的安装方式，在对巴歇尔槽槽体1预制成型时，首先确定渠道流量，根据渠道流量范围及尺寸制定巴槽模型再进行一体化浇筑。
36.上述雷达水位计5包括防水信号接收器511、电池储存区512、显示屏513、控制器514、探头515和内部处理系统516构成，上述防水信号接收器511和显示屏513均安装在电池储存区512上方，上述电池储存区512下方连接有控制器514，上述控制器514底部固定连接有内部处理系统516，且内部处理系统516底部固定连接有探头515。
37.上述巴歇尔槽槽体1一侧设有静水井12，且静水井12内部安装有磁浮子水位计13，雷达水位计5自带温度与水面修正系统，有效减弱液体温度与一般水面波动对最终液位选取的不良影响，而静水井内部的磁浮子水位计可以有效解决流量较大或水面紊流过多时，渠道直接测量误差较大的问题。
38.探头515通过接收内部发射的超声波到水面的往返时间计算出探头515到水面的距离h1,测出实时水位曲线，同时信息上传至内部处理系统516，其根据输入所选择的巴歇尔槽尺寸，自动以探头高度h-h1，同时系统自动校正，计算渠道水位h。
39.内部处理系统516处理后的数据h传输至控制器514，显示屏513可显示出当前水位h与电池电量，雷达水位计5可通过防水信号接收器511接收信号，将水位数据通过蓝牙或者4g网络传输至遥感终端7；遥感终端7内有物联网卡，与雷达水位计5通过蓝牙连接后，实时接收雷达水位计5水位数据，与磁浮子水位计13数据比对，并将其传输至dateease平台做进一步处理。
40.实施例2：
41.实施例2与实施例1相同部分不在赘述，不同之处是遥感终端7通过物联网卡自动上报数据至可视化平台dataease或者人工记录数据通过手机或电脑等终端上的计算系统输入数据转化出流量q＝chn,其中c为流量系数，n为指数，在可视化平台上通过数据集模块整理为excel数据集，继而以气泡图、折线图等格式表示。
42.线下数据计算系统——基于装配式的自动测流计算系统，使用python编译，基于windows 11的开发环境为python 3.9，开发工具选用pycharm2020.2.1x64，本套系统简单，程序迁移性好，主要原理是将公式封装，采用简单的input和output方法，进行测流计算。
43.线上数据可视化平台选用现阶段流行的dataease数据可视化平台，平台版本选用1.8.0，平台部署在linux系统上，系统版本选用centos 7，整个系统在虚拟机上运行，虚拟机应用程序选用vmware workstation pro。
44.这套系统采用dockers镜像封装，本机配置的docker版本为docker version 20.10.8,build 3967b7d，在运行平台前要先启动docker，使用如下命令设置docker开机自启动sudo systemctl enable docker，平台启动命令：dectl start。
45.平台有两个主要模块：数据集，仪表盘，数据集，进入数据集设计模块，为下一步数据分析或报表制作进行相关的数据准备：目前支持创建的数据集类型有数据库数据集、sql数据集、excel数据集、自定义数据集、关联数据集、api数据集六种；仪表盘是自己编辑定义的展示化窗口，其中的变量、维度和数值等信息依赖于数据集，选择仪表板菜单，进入仪表板功能模块，此模块支持仪表板的添加、编辑、重命名、预览、查看等，仪表板制作完成后，还可支持仪表板的收藏、分享、下载等等，dataease默认内置了命令行运维工具dectl，通过执行dectl help命令，可以查看相关的帮助文档。
46.平台能为用户管理数据并保持数据同步，而信息可以随时被用户在各种设备平台上访问或跨平台编辑，因此，也就有了多终端屏幕的同步特性，多终端屏幕还具有同时性，即通过并行的内容，结合至少两个不同的设备，彼此交换和传递信息，来增加用户的创造和互动价值。
47.作为具体实例1的补充，雷达水位计5的探头515的选用上选择自带温度与水面波动修正系统，和具有全方位角探头的雷达水位计5，在探头515接收到短时液体水位，当前液
体温度及周围湿度，短时水面波动后，可根据内部修正系统将其转换为定量参数，有效减弱液体温度与其周围湿度与水面波动和探头收束罩对最终液位选取的不良影响，简化后续数据处理的过程，方便快捷的提高数据精度，为用户节约时间成本和纠错成本，更加适用于室外数据的收集与处理。
48.作为具体实例1的补充，雷达水位计5还具有能源损耗小的优点，更换一次电池可供一年使用，同时保护罩6起到对雷达水位计5进行保护的目的。
49.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。