[發明專利]一種用于多沙渠道的閘門量水裝置

有效

• 申請號: 201610169253.0
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105804015B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 劉雪梅;宋東東;董怡;楊禮波;樊要玲;楊寧;李海瑞;劉明堂;孫新娟;羅華良;江恩惠;李運華;劉玉宇;王亞茹;王海龍
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: E02B7/26
• 分類號: E02B7/26;G01F1/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于多沙渠道的閘門量水裝置，屬于水利技術領域，IPC國際專利分類號為E02B 7/26。

背景技術

量水是實現計劃用水和執行最嚴格水資源管理制度的重要基礎，是實施“總量控制、定額管理”及監測灌區各類節水措施切實發揮作用的重要手段。

目前，閘門量水方法一般是人工讀取閘門上下游水位和閘門開啟高度等參數，然后通過查表計算獲得閘門過水流量。該方法費時費力，且不便于水利信息的實時采集。唐山現代工控技術有限公司發明了“一種無線閘門量水裝置”(實用新型專利，申請號：201120448274.9)，提供了一種無線閘門量水裝置，將水位傳感器、現地和遠程通訊模塊集成在電子電路中，能夠做到實時采集閘門上下游水位信息，實現精細化管理。但是未考慮具體引水環境對閘門量水的影響，如水體含沙量、渠道泥沙沉積量等，所采集的水位信息可能出現虛高的情況。對于引黃灌區，渠道引水含沙量大、沉積嚴重，不僅導致閘門無法按照預期的開合高度進行閉合，并且所測水位虛高，影響閘門量水精度。而且，在泥沙沉積量未知的情況下自動控制閘門閉合，極易損壞閘門結構。灌區引水口閘門啟閉，通常采用人工實測的辦法，進行閘門的開合控制，操作非常不便。因此，考慮引水渠泥沙淤積情況對閘門量水、自動化控制顯得尤為重要。本發明的目的是設計了一種用于多沙渠道的閘門量水方法和裝置，以解決背景技術中存在的上述問題。

發明內容

本發明針對引黃灌區引水含沙量大、渠道淤積嚴重的特點，提供了一種用于多沙渠道的閘門量水裝置。本發明的技術方案是：

一種用于多沙渠道的閘門量水裝置，包括無線采集終端、遠程數據傳輸網關、電源模塊及顯示模塊；其中，無線采集終端包括閘門上游信息采集節點、閘門開度信息采集節點、閘門后信息采集節點和閘門下游信息采集節點；遠程數據傳輸網關包括網絡協調器、應用處理器和GPRS模塊；

閘門上游信息采集節點設置在閘門上游，與閘門的距離等于1/4單孔閘寬，通過獲取超聲波發射返回時間間隔和溫度，采集上游水位；閘門下游信息采集節點設置在閘門下游，與閘門的距離等于1/4單孔閘寬，并且不超過0.4m，閘門下游信息采集節點通過獲取超聲波發射返回時間間隔和溫度，采集下游水位；所述閘門上游信息采集節點和閘門下游信息采集節點均包括超聲波水位傳感器和溫度傳感器A，所述超聲波水位傳感器的超聲波發射接收探頭通過固定在岸上的安裝支架固定在水面上空，溫度傳感器A設置在所述超聲波發射接收探頭內，測量超聲波發射返回時間間隔的同時測量環境溫度，對聲速進行修正；

所述閘門后信息采集節點設置在閘門后，與閘門的距離小于0.4m，通過獲取超聲波發射返回時間間隔和溫度，采集閘門后水位和泥沙淤積厚度；閘門后信息采集節點包括超聲波泥位傳感器、溫度傳感器B和固定線，超聲波泥位傳感器的探頭朝下，所述溫度傳感器B設置在超聲波發射接收探頭內，所述固定線固定在閘門兩側，所述超聲波泥位傳感器安裝在一個浮子上，浮子通過繩索固定在所述固定線上；

所述閘門開度信息采集節點包括閘門平板開度傳感器，該閘門平板開度傳感器采用編碼器。

本發明提供的多沙渠道的閘門量水裝置，充分考慮到泥沙淤積對于閘門引水流量的影響，綜合考慮各種參數及其影響因素，如溫度、密度、與閘門的距離等對參數的影響，并通過巧妙布置各種測量裝置，建立了數學模型組，可實現多沙河流灌區引水流量的準確計量，并根據水資源管理需求，實現灌溉引水及城鎮供水的準確計量和量化控制，同時為渠道清淤和閘門自動化啟閉提供了精準的參考。

附圖說明

圖1為閘孔出流方式及泥沙淤積示意圖。

圖2為平板閘門傳感器布置平面圖。

圖3為閘門量水裝置的組成關系圖。

圖4為閘門閉合縱向剖面圖。

圖5為超聲波泥位計安裝縱向剖面圖。

圖6為超聲波水位傳感器安裝圖。

圖7為無線采集終端原理圖。

圖8為遠程數據傳輸網關框圖。

圖9為過水流態判斷流程圖。