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1、(10)申请公布号 CN 103017834 A(43)申请公布日 2013.04.03CN103017834A*CN103017834A*(21)申请号 201210587973.0(22)申请日 2012.12.29G01F 1/34(2006.01)(71)申请人大连理工大学地址 116024 辽宁省大连市高新园区凌工路2号(72)发明人李俊杰 许青 康飞 宿晓辉王庆国(74)专利代理机构大连星海专利事务所 21208代理人花向阳(54) 发明名称一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法(57) 摘要一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法，其属于水工建筑物泄流量测量。
2、与评价领域。这种水电站泄水建筑物弧形闸门开度与泄流量关系实测设备和方法首先根据实际水工建筑物形状、泄流断面流态确定压力测点布置位置、测点数量、自由水面高度标尺，组装测试设备支架，利用检修闸门槽安置支架；基于压力传感器、采集器、信号转换系统建立实时测点水压力采集系统，对闸门槽断面进行数据采集、分析；根据采集数据分析结果，得到所测闸门槽断面的测点流速分布实时信息，进而得到弧形闸门开启高度与下泄流量的准确数据。提供准确的泄水建筑物弧形闸门开度与泄流量关系，为防汛抗洪部门、电厂进行洪水调度、泄洪决策提供分析依据。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产。
3、权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页1/1页21.一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法，其特征在于：所述方法采用下列步骤：（1）首先对水工建筑物形状、泄流断面流态进行分析，确定压力测点布置位置、测点数量、自由水面高度标尺，组装测试设备支架，利用检修闸门槽安置支架；（2）基于压力传感器、采集器、信号转换系统建立实时测点水压力采集系统，对闸门槽断面进行数据采集、分析；（3）压力测试数据转换理论公式：首先按下式将测得的电压值转换为水压值：P=G(R1-R0) 其中P为转换之后的水压力，单位MPa，G为传感器率定系数，单位MPa/V，R1为在水中的传感。
4、器电压读数，单位V，R0为在空气中的传感器电压读数，单位V；根据测得的压力得到动水压力水头Hd，根据刻度读出的静水压力Hs，确定水流流速导致的压力差：求得水流流速u：其中g为重力加速度，单位m/s2；（4）根据采集数据分析结果，得到所测闸门槽断面的测点流速分布实时参数，最后求得弧形闸门开启高度与下泄流量的准确数据。权 利 要 求 书CN 103017834 A1/3页3一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法技术领域0001 本发明涉及一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法，其属于水工建筑物泄流量测量与评价领域。背景技术0002 目前，水电站泄水建筑物弧形闸门泄水建筑物闸。
5、门开度与流量关系通常采用经验公式与模型试验手段进行分析。然而，经验公式采用简化恒定流伯努力计算公式，无法考虑自由水面影响、水工建筑物实际形状影响、闸门开启过程影响；模型试验手段由于无法满足所有相似定律，导致模型试验结论出现误差，无法与实际结果相符。上述方法、手段的缺陷致使防汛抗洪部门、电厂与政府得不到准确的弧形闸门泄水建筑物闸门开度与流量关系数据，导致预设弧形闸门开度与下泄流量不符，或使下游无防备受淹、或使下游根本得不到所需水量。发明内容0003 为了克服上述现有方法与手段存在的问题，本发明提供一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法。该方法应建立准确、实时的水电站泄水弧形闸门开度与。
6、泄流量的关系，可实测弧形闸门开度的泄流量，为防汛抗洪部门、电厂与政府进行洪水调度、泄洪决策提供分析依据。0004 本发明的技术方案是：一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法采用下列步骤：（1）首先对水工建筑物形状、泄流断面流态进行分析，确定压力测点布置位置、测点数量、自由水面高度标尺，组装测试设备支架，利用检修闸门槽安置支架；（2）基于压力传感器、采集器、信号转换系统建立实时测点水压力采集系统，对闸门槽断面进行数据采集、分析；（3）压力测试数据转换理论公式：首先按下式将测得的电压值转换为水压值：P=G(R1-R0) 其中P为转换之后的水压力，单位MPa，G为传感器率定系数，单位MP。
7、a/V，R1为在水中的传感器电压读数，单位V，R0为在空气中的传感器电压读数，单位V。0005 根据测得的压力得到动水压力水头Hd，根据刻度读出的静水压力Hs，确定水流流速导致的压力差：求得水流流速u：其中g为重力加速度，单位m/s2。0006 （4）根据采集数据分析结果，得到所测闸门槽断面的测点流速分布实时参数，最后说 明 书CN 103017834 A2/3页4求得弧形闸门开启高度与下泄流量的准确数据。0007 本发明的有益效果是：这种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法，首先对实际水工建筑物形状、泄流断面流态进行分析，确定压力测点布置位置、测点数量、自由水面高度标尺，组装测试设。
8、备支架，利用检修闸门槽安置支架；然后基于压力传感器、采集器、信号转换系统建立实时测点水压力采集系统，对闸门槽断面进行数据采集、分析；最后根据采集数据分析结果，得到所测闸门槽断面的测点流速分布实时参数，进而得到弧形闸门开启高度与下泄流量的准确数据。该方法可精确建立水电站泄水建筑物弧形闸门开度与泄流量关系，利用该发明可开展实际水工建筑物弧形闸门开度与泄流量关系分析，为防汛抗洪部门、电厂与政府进行洪水调度、泄洪决策提供分析依据。附图说明0008 下面结合附图和实施例子对本发明作进一步说明。0009 图1为一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的工作流程图。0010 图2为传感器在支架上的布置图。
9、。0011 图3为传感器安装管结构图。0012 图4为松江河双沟实验2#闸门测点#4采集数据时程曲线。0013 图5为松江河双沟实验2#闸门弧形闸门开度与泄流量关系曲线。0014 图中：1、自由水面标尺，2、横向支架（36C号工字钢焊接），3、纵向支架（圆形钢管外径10.8cm、钢板厚度1cm），6、钢材焊接连接处，7、门槽处纵向支架（36c号槽钢），8、支架垫（1cm厚钢板、底部垫12cm厚橡胶），9、动压传感器安装管，10、圆形传感器安装铁管，11、传感器支架斜支撑（5号角钢），12、支架连接钢管，8号槽钢，13、圆管形动态压力传感器外壁，14、圆管形动态压力传感器内壁，15、传感器电缆。。
10、具体实施方式0015 图1为一种利用水电站泄水弧形闸门开度准确测定泄流量的方法的流程图。首先对水工建筑物形状、泄流断面流态进行分析，确定压力测点布置位置、测点数量、自由水面高度标尺，组装测试设备支架，利用检修闸门槽安置支架；基于压力传感器、采集器、信号转换系统建立实时测点水压力采集系统；对闸门槽断面进行数据采集、获取实时水位，水压力数据，并进行数据分析；如果需要得到多次统计平均结果，则重新设置采集系统，再次进行数据采集分析；在得到足够的分析数据后，进行统计平均，得到平均结果。0016 图2为传感器在支架上的布置图。由门槽处纵向支架7做为主要支撑，置于闸门槽中，由横向支架2和纵向支架3做为骨架，。
11、门槽处纵向支架7与横向支架2由直角支撑5连接，横向支架2与纵向支架3在钢材焊接连接处6焊接连接；为了保护坝底不受支架破坏，在门槽处纵向支架7底部焊接支架垫8并采用厚橡胶保护；在闸门右侧放置3根传感器固定支架4，在竖管不同位置开设传感器布置孔，布置动压传感器安装管9。0017 图3为传感器安装管结构图。传感器安装管由圆形传感器安装铁管10和支架连接槽钢12通过传感器支架斜支撑11形成传感器安装骨架。圆形管动态压力传感器内壁与传感器外壁紧密相贴。传感器电缆15从支架连接槽钢中用钢丝固定，并通到水面上，与采集器连接。说 明 书CN 103017834 A3/3页50018 数据读取与采集步骤为：在某。
12、一时刻弧形闸门开启高度变化时，记录时间，读取自由水面标尺数据，开始采集压力数据（如图4所示），直到弧形闸门开启高度再次发生变化，重复以上步骤，一直到闸门开启动作结束。若要得到统计平均数据，则需要闸门开启规律变化。0019 数据处理步骤为：处理在闸门开启某高度时数据，输入自由水位高度，得到堰上水深即为静水压力；采用压力采集数据转换公式P=G(R1-R0) 其中P为转换之后的水压力，单位MPa，G为传感器率定系数，单位MPa/V，R1为在水中的传感器电压读数，单位V，R0为在空气中的传感器电压读数，单位V。0020 根据测得的压力得到动水压力水头Hd，根据刻度读出的静水压力Hs，确定水流流速导致的压力差：求得水流流速u：其中g为重力加速度，单位m/s2。0021 得到测点流速后，乘以对应作用面积，则得到存在传感器对称断面的泄流量，该泄流量的两倍即为整个断面在某闸门开启高度处的泄流量（如图5所示）。说 明 书CN 103017834 A1/4页6图1说 明 书 附 图CN 103017834 A2/4页7图2说 明 书 附 图CN 103017834 A3/4页8图3图4说 明 书 附 图CN 103017834 A4/4页9图5说 明 书 附 图CN 103017834 A。