近年来,随着国民经济的发展,我国水资源越来越珍贵,相应的对明渠断面水流量的计量精度要求也越来越高,本课题——明渠河道断面水流量自动监控系统的研制,来源于西安沃泰科技有限公司的一个研发项目,要求所研制的流量计精度高,适用于水库,大型引水、城市供水等大流量的计量,而且具有操作简便,成本低等特点。本文简单回顾了利用超声纳多波束测量水深,水流量的发展历史,从超声波进行水深测量的基本原理出发,叙述了多波束系统的组成及测量原理,提出了明渠河道断面水流量自动监控系统的设计思路,主要研究内容如下:(1)研究学习了多波束形成理论,结合实际中常用的2种阵列结构,对实对称阵元线性阵列、均匀矩形阵列进行分析比较,结合具体研发项目要求,提出了7阵元六边形阵列,并对波束方向图进行设计。(2)对整个明渠断面水流量自动监测系统的硬件部分作了详细的设计,完善了流量计的智能化电路,设计流量计的自存储、自处理电路、完成时钟存储芯片对流量测试数据的实时保存,实现流量计内部信息本地存储、读取功能,保证维修、维护时对数据的查询和提取。(3)完成了相应的软件设计。使流量计具有自动报数,自动采样,自动存储等功能。并在山西运城大禹渡水库进行实测。(4)针对水流量自动监控系统的测试数据进行分析,提出了具体的矫正方案,从而进一步提高了断面水流量的测试精度。实验证明该自动监控系统工作性能稳定、使用方便、功耗低,测量精度控制在3%?以内,达到了设计要求。