包括风速传感器的流量测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及流量测量装置，流量测量装置确定水道的水位、水道在特定位置处的流速以及测量装置的位置处的风速，并且将这三个测量数据包含至水道的平均流速和/或流量的计算中。通过考虑到水道上方的风速，可改善流量计算。

Flow measuring device including wind speed sensor

The present invention relates to a flow measuring device, wind speed at the position of flow measuring device to determine the channel level, channel at a particular location and velocity measurement device, and will calculate the average velocity of the three measurement data included into waterways and / or flow of. Flow calculation can be improved by taking into account the wind speed above the channel.

【技术实现步骤摘要】
包括风速传感器的流量测量装置
本专利技术涉及流量测量。本专利技术特别涉及流量测量装置，流量测量装置包括非接触测量流速传感器和用于检测测量装置的位置处的风速的风速传感器。本专利技术还涉及用于测量流量的方法、程序单元和计算机可读介质。
技术介绍
各种物理测量值对水道监测来说非常重要。这些数据可用于统计评估，并且用作规划建设措施的基础，用作洪水警报或在污水行业中用于分摊污水处理的费用。已知的测量系统使用来自各种传感器的数据，并在单独的评估系统中收集和评估这些数据。雷达技术越来越广泛地被用于水位测量，这是因为与诸如超声等其它测量原理相比，其不受诸如温度、风或雨等环境影响或仅受轻微影响。DE102013213345A1描述了一种用于确定水道的流速的物位测量装置，为了测量水位并执行局部多普勒(Doppler)测量，可沿两个不同方向发射装置的发送信号，从而确定流速。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于改善水道的流量的确定。通过独立权利要求的特征来实现上述目的。从属权利要求以及下面的说明给出了本专利技术的改进。本专利技术的第一方面涉及一种包括流速传感器的流量测量装置，流速传感器优选地使用非接触测量来检测水道的局部流速。流量测量装置还包括风速传感器，风速传感器用于优选地检测测量装置的安装位置处的风速。流速传感器和风速传感器为流量测量装置的一部分，并且互相连接。设置有用于计算水道的平均流速和/或流量的控制单元或控制器。为了进行计算，控制单元既使用由流速传感器收集的数据还使用由风速传感器收集的数据，即，特别使用由这些传感器确定的水道的局部流速以及测量装置的位置处的风速。除了局部流速和风速之外，还可考虑到额外的测量数据，特别考虑到水道的当前水位。另外，例如可将被存储在流量测量装置中的额外数据包含到计算中。在这种情况下，特别地，这些数据可以是水道通道的轮廓形状和局部流速测量的位置(x，y)，即流速传感器的测量光束与水道表面的相遇位置。如果测量装置的位置是已知的(由此风速传感器的位置也是已知的)，则可根据在该位置处测量的风速来推断水道表面的区域中的估计风速。可例如基于由被存储在测量装置的存储器中的表格描述的校准来对所有上述计算进行选择。根据本专利技术的一个实施例，风速传感器被安装至流速传感器或被集成在流速传感器中。例如，风速传感器可被安装至流速传感器的外壳，特别地可被安装至外壳的上侧，或者可穿过外壳。根据本专利技术的一个实施例，风速传感器还用于检测风向，控制单元为计算水道的平均流速和/或流量而考虑到所检测的风向。特别地，可设置有具有不同的优选方向的多个风速传感器，并且为了获得尽可能准确的实际的风速和风向的值而考虑到它们的测量结果。这些各种传感器可被集成在一个整套单元中或者可以被安装至各个单元中的流速传感器的各种位置。根据本专利技术的另一个实施例，流速传感器用于测量水位并执行多普勒测量，控制单元为计算水道的平均流速和/或流量而考虑到流速传感器的测量结果。根据本专利技术的另一个实施例，风速传感器包括使空气通过的管类或管状区域。管状区域在不同位置具有不同剖面，并因此所通过的空气产生压力梯度，通过被安装至管状区域或位于管状区域中的压力传感器可检测该梯度，以便确定风速。根据本专利技术的实施例，风速传感器包括彼此平行地布置的两个板或盘以使空气通过并对所通过的空气的风速进行检测。板之间的空腔在不同位置具有不同的剖面，使得在此也会出现压力差，可通过被相应地安装的压力传感器检测该压力差，以便确定风速并且可选地还可确定风向。该布置可以是旋转对称的或径向对称的，并因此可检测0度到360度的完全不同的风向。例如，为此使用的压力传感器可包括被布置成环的第一组压力传感器。被布置成环的压力传感器可以是例如三个、四个或更多个压力传感器，每个压力传感器与相邻传感器具有恒定的间隔。根据本专利技术的另一个实施例，控制单元用于在考虑到水道局部流速的位置的情况下计算水道的平均流速和/或流量。测量装置可包括位置传感器和/或定向传感器，这些传感器使测量装置能够确定局部流速的测量位置并确定测量装置(特别是其天线)的定向和位置。其优点在于，由于基于水道通道的剖面、水道的水位、梯度和局部流速的测量位置来对平均流速和/或流量进行计算，因此在考虑到风速之后，可尽可能准确地确定平均流速和/或流量。根据本专利技术的另一个实施例，风速传感器被安装至流速传感器的外壳的上侧。可替代地，风速传感器可被布置在流速传感器的外壳中。还可将风速传感器的一部分布置在外壳的上侧，并且将其不同的部分布置在外壳的其它位置。特别地，可提供具有不同风测量方向的多个风速传感器。根据本专利技术的另一个实施例，流速传感器可被形成为雷达。特别地，测量装置可连接至4-20mA双线线路，双线线路同时用于对测量装置的供电和与流动电流成比例的测量值的传输。也可以通过双线线路进行通信(数据交换)。根据本专利技术的另一个实施例，控制单元用于在考虑到流量测量装置的相对于水道的位置和/或定向的情况下计算水道的平均流速。特别地，也可基于电子卡中包含的数据或者例如更普遍地地理数据库中包含的数据来计算平均流速。特别地，这些数据可以是水道在流量测量装置的安装位置处的定向、水道在局部流速的测量位置处的定向以及可选地水道通道在这些位置处的几何形状。在本专利技术的另一个实施例中，可完全自动地检测测量装置相对于水道的位置和/或定向。为此目的，可设置有用于检测测量装置相对于水道的位置和/或定向的位置传感器和/或定向传感器。可替代地，可将位置和/或定向数据手动地输入至测量装置中。位置传感器可以是全球卫星导航定位系统(GPS)传感器或诸如伽利略、格洛纳斯、北斗或印度区域导航卫星系统等其它导航卫星系统。定向传感器装置可以是罗盘和/或倾斜计，并一维地(罗盘)或者二维或三维地(倾斜计)检测传感器的定向。根据本专利技术的另一个实施例，控制单元用于访问数据库，数据库提供水道在流量测量装置的安装位置或在局部流速的测量位置处的定向，以便确定流量测量装置相对于水道的定向。例如，这些数据可被存储在数字卡或地理数据库中。然后，可使用由测量装置检测的定向数据和从数据库获取的水道的定向来确定传感器相对于水道的位置。一旦传感器被安装并投入使用，就可完全自动地执行以上处理。特别地，每当传感器的位置改变时，就能够自动地进行以上处理。根据本专利技术的另一个实施例，风速传感器包括多个超声传感器，这些超声传感器被布置在流速传感器的表面上，以便检测风速和风向。例如，这些超声换能器连续地发射信号，并且风速传感器可使用这些信号的变化来可靠且准确地测量风向和风速。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于测量流量的方法，其中，首先通过流量测量装置来检测水道的局部流速。同时，在测量装置的位置处检测风速。然后，在考虑到局部流速和风速的情况下，根据所获取的数据来确定水道的平均流速和/或流量。如上所述，可将额外数据可包含在计算中。本专利技术的另一方面涉及一种程序单元，程序单元当在流量测量装置的处理器上被执行时指示测量装置执行上述和下面的步骤。本专利技术的另一方面提出一种计算机可读介质，计算机可读介质上存储有如上所述的程序单元。下面将参考附图来说明本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。然而，相同或相似的元件也可以由不同的附图标记表示。附图说明图1示出了根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量测量装置，其包括：非接触测量流速传感器(110)，其用于检测水道的局部流速；风速传感器(111)，其用于检测风速；及控制单元(320)，其用于在考虑到所述局部流速和所述风速的情况下计算所述水道的平均流速。

【技术特征摘要】
2015.12.23 EP 15202464.21.一种流量测量装置，其包括：非接触测量流速传感器(110)，其用于检测水道的局部流速；风速传感器(111)，其用于检测风速；及控制单元(320)，其用于在考虑到所述局部流速和所述风速的情况下计算所述水道的平均流速。2.根据权利要求1所述的流量测量装置，其中，所述风速传感器(111)被安装至所述流速传感器(110)或被集成在所述流速传感器中。3.根据权利要求1或2所述的流量测量装置，其中，所述风速传感器(111)用于检测风向，并且所述控制单元(320)为计算所述水道的流量而考虑到所检测的风向。4.根据前述权利要求中任一项所述的流量测量装置，其中，所述控制单元(320)用于为计算所述平均流速而考虑到所述流量测量装置的相对于所述水道的位置和/或定向。5.根据权利要求4所述的流量测量装置，其还包括：位置和定向传感器装置(702,703)，其用于检测所述流量测量装置的相对于所述水道的所述位置和所述定向。6.根据权利要求4或5所述的流量测量装置，其中，所述控制单元(320)用于访问数据库以确定所述流量测量装置的相对于所述水道的所述定向，所述数据库提供所述水道在所述流量测量装置的安装位置处的定向。7.根据前述权利要求中任一项所述的流量测量装置，其中，所述流速传感器(110)用于测量水位并执行多普勒测量，并且所述控制单元(320)为计算所述水道的所述平均流速或流量而考虑到来自所述流速传感器的测量结果。8.根据前述权利要求中任一项所述的流量测量装置，其中，所述风速传感器(111)包括使空气通过的具有变化的剖面的管状区域(301)，并检测所通过的空气的所述风速，并且多个压力传感器(310，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·韦勒，莱温·迪特尔勒，约尔格·博尔希格，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE