[發明專利]一種用于灌區渠系水量計量的測控一體化裝置及控制方法

在審

• 申請號: 201810049502.1
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108180951A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 黃本勝;邱靜;程香菊;郭磊;林俊;陳雅斌
• 申請（專利權）人: 廣東省水利水電科學研究院
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;A01G25/16;G05D7/06;G01D21/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.一種用于灌區渠系水量計量的測控一體化裝置，其特征在于：包括閘門，所述閘門上安裝有水位傳感器、流速傳感器、開度傳感器、遠程終端控制器、通信模塊和電機，所述遠程終端控制器的輸出端與電機的輸入端連接，所述遠程終端控制器分別與水位傳感器、流速傳感器、開度傳感器和通信模塊相連接。

2.根據權利要求1所述的一種用于灌區渠系水量計量的測控一體化裝置，其特征在于：還包括有太陽能板，所述太陽能板的輸出端與遠程終端控制器的電源輸入端連接。

3.根據權利要求2所述的一種用于灌區渠系水量計量的測控一體化裝置，其特征在于：所述遠程終端控制器包括微處理器、時鐘電路、存儲器和電源模塊，所述太陽能板的輸出端通過電源模塊進而與微處理器的電源輸入端連接，所述微處理器分別與存儲器、時鐘電路、水位傳感器、流速傳感器、開度傳感器和通信模塊相連接，所述微處理器的第一輸出端與電機的輸入端連接。

4.根據權利要求3所述的一種用于灌區渠系水量計量的測控一體化裝置，其特征在于：所述微處理器的第二輸出端還連接有顯示器，所述微處理器的輸入端連接有按鍵模塊。

5.一種利用權利要求1所述的測控一體化裝置的控制方法，其特征在于，包括測量模式和控流模式；

所述測量模式具體包括：

通過水位傳感器和開度傳感器，測量得到閘門水位和閘板開度；

根據水閘水位和閘板開度，判斷當前的出流狀態；

根據當前的出流狀態，計算得到過流流量；

所述控流模式具體包括：

通過水位傳感器和開度傳感器，測量得到閘門水位和閘板開度；

根據水閘水位和閘板開度，判斷當前的出流狀態；

當出流狀態為孔口出流狀態時，則檢測閘門上游水位，并根據需要控制的過流流量、閘門流量公式和孔口流量系數公式，計算得到閘門下游水位，進而控制下游閘門；

根據閘門下游水位、閘門流量公式和孔口流量系數公式，計算閘門上游水位，并控制上游閘門。

6.根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述的根據當前的出流狀態，計算得到過流流量，這一步驟具體包括：

若出流狀態為自由出流狀態，則檢測閘門上游水位，并通過閘門流量公式和自由流量系數公式計算過流流量；

若出流狀態為孔口出流狀態，則檢測閘門上游水位和閘門下游水位，并通過閘門流量公式和孔口流量系數公式計算過流流量。

7.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述閘門流量公式為：

所述自由流量系數公式為：

其中，Q為過流流量，μ為流量系數，e為閘孔開度，b為閘門寬度，H為閘門上游水位，g為重力加速度。

8.根據權利要求5或6所述的控制方法，其特征在于：所述閘門流量公式為：

所述孔口流量系數公式為：

其中，Q為過流流量，μ為流量系數，e為閘孔開度，b為閘門寬度，H為閘門上游水位，h為閘門下游水位，g為重力加速度。