[发明专利]一种渠道流量量控一体化装置及其自动测控方法

说明书

本发明涉及一种渠道流量量控一体化装置及其自动测控方法，属于渠道水位、流量自动测控技术领域。该渠道流量量控一体化装置，包括水位传感器、牵引机、量水槽、闸门、闸门槽、牵引索、闸架、闸门开度传感器、渠道和自动控制单元。自动控制单元采用可编程控制器，设置渠道控制范围作物的灌溉制度达到自动控制，按需供水的目的。本发明施工便捷、操作简易，能够集水位、流量的自动式测量与调控于一体。流线型的量水槽束窄了渠道断面，水流在通过闸门时产生流态变化，通过建立量水槽上游水位与渠道流量之间的稳定水位与流量关系，从而确定渠道的水流量。闸门自地下向上升起，水流自闸门的上部流过，达到闸门精确控制节水或断流的目的。

技术领域

本发明属于渠道水位、流量自动测控技术和农业精量灌溉领域，特别是涉及到一种集渠道水位、流量的自动测量与调控于一体的渠道流量量控一体化装置及其自动测控方法。

背景技术

随着经济全球化的发展和农业水资源的日益紧缺，如何在农业发展中更加合理高效地配置生产要素、提高农业整体效益，按照“规模化、标准化、生态化、信息化”模式来稳固农业发展，已成为了加快农业国内发展节奏、增强农业国际竞争实力的决定性因素。这就要求我们要更深入的发展好灌区中的节约用水、计划用水和科学用水的管理模式，拥有性能稳定、造价低廉、精度较高、操控便捷的量水设施，以满足灌区中各类渠道按需供水的需求。

灌区量水是由“按亩收费”至“按方收费”的技术基础，可促进灌溉用水粗放型管理模式向精量灌溉型管理模式转变。有利于提高农户的节水意识，有利于高效、合理地利用水资源，有利于科学控制地下水位，有利于减轻和避免土壤盐碱化，有利于保持农田的肥力。

量水槽和闸门在灌区管理中有重要作用，可有效促进灌区节水灌溉的发展。量水槽起到量水的作用，目前，随着灌区量水技术的不断发展，涌现出多种结构形式的量水槽，如“机翼形量水槽”、“柱形量水槽”、“抛物线形量水槽”等。闸门在灌区节水中能够控制配水，实现放水和断流的目的。但这些在灌区管理中仍存在很多限制性因素，如：量测建筑物无法调控水位水量，控制性建筑物测量精度难以满足要求，自动化控制程度较低，只能开闸放水或者关闸断流，无法根据作物需水规律调控水量，且现有的量控建筑物分开运行，水头损失大、工程投资多，且不便于管理。

综上所述，本领域亟需要一种技术方案来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种渠道流量量控一体化装置及其自动测控方法，用来解决传统的灌溉设施无法调控水位水量，控制性建筑物测量精度和自动化控制程度均较低的技术问题。

一种渠道流量量控一体化装置，包括水位传感器、牵引机、量水槽、闸门、闸门槽、牵引索、闸架、闸门开度传感器、渠道和自动控制单元，所述水位传感器固定安装在渠道的一侧，并且水位传感器位于量水槽的上游；所述量水槽对称固定安装在渠道的两侧，量水槽横截面的迎水面为弧形，量水槽的喉口处设置有闸门槽；所述闸门预埋在量水槽喉口断面的地下，闸门的上部两侧与牵引索的一端固定连接，闸门与闸门槽活动连接；所述牵引索的另一端与牵引机固定连接；所述牵引机固定安装在闸架的上部；所述闸架横跨渠道，固定安装在渠道的上部；所述闸门开度传感器固定安装在闸门上，并且闸门开度传感器位于量水槽喉口断面的中间位置；所述自动控制单元分别与水位传感器、牵引机以及闸门开度传感器连接。

所述量水槽的优选结构为量水槽的横截面为机翼形。

所述自动控制单元上设置有显示屏和控制按键。

一种渠道流量量控一体化装置的自动测控方法，利用所述的一种渠道流量量控一体化装置，包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行：

步骤一、采用水位传感器测出量水槽上游水位值H；

步骤二、建立量水槽上游水位和渠道流量之间的水位与流量关系计算公式为：