排水管网的水位流速在线监测可以帮助人们通过科学的手段及时准确地发现地下管道内存在的问题,极大地提高了工作效率。但是现有的水位流速检测仪器由于成本及挂垃圾等问题无法大规模地应用于地下排水管道。本论文依据球缺绕流理论研制了一种基于不锈钢浮球的水位流速检测仪,水位的检测是通过测量浮球随流体液位变化而产生的位移实现的,流速的检测是通过测量流体对浮球的推力实现的,检测到的水位流速信息通过GSM/GPRS模块传输到远程监控端实现在线监测。本论文的具体工作如下:完成了水位流速检测装置的整体方案设计,确定了基于浮球的水位流速检测方法。水位的检测方法为浮子式,选用拉线式编码器来测量浮球的位移。流速的检测方法为推力式,选用平衡梁单点式力传感器来测量杠杆机构放大后的流体对浮球的推力。完成了检测系统的机械结构、电子硬件及软件程序的设计。在检测系统的结构设计中,采用两个直线轴承作为导向件来限制浮球连杆的位移,用定滑轮组将浮球的位移转变为拉线式编码器的电信号输出,用打磨过的销子作为力传递器件,用多功能机械臂实现检测仪的固定与安装。检测系统的硬件设计主要包括单片机模块、A/D转换模块、显示与按键模块以及远程数据传输模块。同时还对检测系统进行了低功耗设计,保证其可以长时间在井下使用。检测系统的软件设计主要包括主程序设计、中断处理程序设计、数据采集处理程序设计、数据传输程序设计以及远程监控程序设计。基于Fluent平台对球缺绕流问题进行了数值仿真。对圆形排水管道的水力特性进行了分析,得到了管道内流量与充满度的关系,建立了无压自由液面中心流速与流量之间的函数关系式,将检测系统所测得的表面中心流速转变为圆管中的流量。对检测系统进行了标定与实验验证。对检测系统的机械及电气性能进行了测试,验证了检测方案的可行性。完成了检测系统的参数标定,并对测量误差进行了分析。检测系统进行了三个月的井下现场实验,实验结果表明其具有不挂垃圾、易于安装且数据远程传输稳定的特点,适用于排水管道的水位流速检测。对检测系统进行了经济技术分析,结果表明所设计的检测系统具有低成本的优势,其在排水管道中的应用具有较好的经济效益和社会效益。