[发明专利]一种用于灌区渠系水量计量的测控一体化装置及控制方法

权利要求书

1.一种用于灌区渠系水量计量的测控一体化装置，其特征在于：包括闸门，所述闸门上安装有水位传感器、流速传感器、开度传感器、远程终端控制器、通信模块和电机，所述远程终端控制器的输出端与电机的输入端连接，所述远程终端控制器分别与水位传感器、流速传感器、开度传感器和通信模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于灌区渠系水量计量的测控一体化装置，其特征在于：还包括有太阳能板，所述太阳能板的输出端与远程终端控制器的电源输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于灌区渠系水量计量的测控一体化装置，其特征在于：所述远程终端控制器包括微处理器、时钟电路、存储器和电源模块，所述太阳能板的输出端通过电源模块进而与微处理器的电源输入端连接，所述微处理器分别与存储器、时钟电路、水位传感器、流速传感器、开度传感器和通信模块相连接，所述微处理器的第一输出端与电机的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于灌区渠系水量计量的测控一体化装置，其特征在于：所述微处理器的第二输出端还连接有显示器，所述微处理器的输入端连接有按键模块。

5.一种利用权利要求1所述的测控一体化装置的控制方法，其特征在于，包括测量模式和控流模式；

所述测量模式具体包括：

通过水位传感器和开度传感器，测量得到闸门水位和闸板开度；

根据水闸水位和闸板开度，判断当前的出流状态；

根据当前的出流状态，计算得到过流流量；

所述控流模式具体包括：

通过水位传感器和开度传感器，测量得到闸门水位和闸板开度；

根据水闸水位和闸板开度，判断当前的出流状态；

当出流状态为孔口出流状态时，则检测闸门上游水位，并根据需要控制的过流流量、闸门流量公式和孔口流量系数公式，计算得到闸门下游水位，进而控制下游闸门；

根据闸门下游水位、闸门流量公式和孔口流量系数公式，计算闸门上游水位，并控制上游闸门。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述的根据当前的出流状态，计算得到过流流量，这一步骤具体包括：

若出流状态为自由出流状态，则检测闸门上游水位，并通过闸门流量公式和自由流量系数公式计算过流流量；

若出流状态为孔口出流状态，则检测闸门上游水位和闸门下游水位，并通过闸门流量公式和孔口流量系数公式计算过流流量。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述闸门流量公式为：

所述自由流量系数公式为：

其中，Q为过流流量，μ为流量系数，e为闸孔开度，b为闸门宽度，H为闸门上游水位，g为重力加速度。

8.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于：所述闸门流量公式为：

所述孔口流量系数公式为：

其中，Q为过流流量，μ为流量系数，e为闸孔开度，b为闸门宽度，H为闸门上游水位，h为闸门下游水位，g为重力加速度。