[發明專利]一種灌溉明渠測流裝置系統

在審

• 申請號: 202211243793.0
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115523965A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 閆中月;胡元;李青蘭;唐莉;李昌彥;胡楊成
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: G01F1/002
• 分類號: G01F1/002;G01F1/56;G01F1/66;G01F15/00;G01F15/18;G01F23/296
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 張舉

1.一種灌溉明渠測流裝置系統，其特征在于，包括：

測量器支架(1)，橫跨明渠渠道主體兩側設置在明渠上部；

超聲波水位計(2)，設置在所述測量器支架(1)上端底部；

流速儀(3)，通過安裝孔位固定安裝在所述測量器支架(1)中部，且所述流速儀(3)主體位于明渠水中；

監測主機(4)，通過設備支架(5)固定設置在明渠一側的地面上，所述超聲波水位計(2)、流速儀(3)分別與所述監測主機(4)通過信號線連接。

2.如權利要求1所述的一種灌溉明渠測流裝置系統，其特征在于，所述流速儀(3)包括：

外殼(31)，內部設有管槽；

多個軸承(32)，間隔設置在所述管槽內部，所述軸承(32)的外環與管槽內壁固定連接；

中心軸(33)，設置在所述管槽內部，所述中心軸(33)與所述軸承(32)的內環固定連接，且中心軸(33)一端伸出管槽；

磁環(34)，所述磁環(34)的N極S極交錯式設置在中心軸(33)上，且磁環(34)位于兩個所述軸承(32)之間；

霍爾元件(35)，設置在管槽側面，且與所述磁環(34)位于同一水平線上，所述霍爾元件(35)還與信號線連接；

槳葉(36)，設置在所述中心軸(33)伸出管槽部的遠端。

3.如權利要求2所述的一種灌溉明渠測流裝置系統，其特征在于，所述磁環(34)設置有32極，磁環(34)隨中心軸(33)作旋轉運動，旋轉過程中所述霍爾元件(35)檢測到磁環(34)的N極、S極交替變換，中心軸(33)旋轉1圈，霍爾元件(35)在同一位置可檢測到16次N極以及16次S極的磁場極性變換。

4.如權利要求2所述的一種灌溉明渠測流裝置系統，其特征在于，所述霍爾元件(35)為開關型霍爾元件，在所述磁環(34)的S極靠近霍爾元件(35)時向對應信號線輸出高電平，在磁環(34)的N極靠近霍爾元件(35)時向對應信號線輸出低電平，磁環(34)的N極、S極交替變換會使霍爾元件(35)向監測主機(4)交替輸出高、低電平脈沖，監測主機(4)內部程序將電路信號經算法處理后，最終形成明渠流速數據。

5.如權利要求1所述的一種灌溉明渠測流裝置系統，其特征在于，流速儀與超聲波水位計產生與明渠流量情況相關的流速與水位深度的脈沖信號，包括所述中心軸(33)轉速脈沖信號和超聲波水位計產生的距離信號，兩種信號經過所述監測主機(4)內部算法處理，轉換成與明渠流量情況相關的流速與水位深度數據，流速與水位深度數據再次經過監測主機(4)算法處理，最終形成明渠流量數據。

6.所述監測主機(4)的處理器依據內部設定好的運算規則，運算出流速數據，將數據展示在監測主機(4)的OLED屏幕上，同時將數據通過運營商網絡發送到指定的服務器中，由服務器程序對數據進行管理。

7.如權利要求1所述的一種灌溉明渠測流裝置系統，其特征在于，所述設備支架(5)上還設有太陽能電池板(51)、通訊天線(52)和避雷針(53)，設備支架(5)底部的地面內還設有接地鋼網(54)和位于保護箱體內的蓄電池(55)，所述太陽能電池板(51)與蓄電池(55)連接，所述蓄電池(55)與超聲波水位計(2)、流速儀(3)、監測主機(4)連接所述通訊天線(52)與監測主機(4)連接，所述接地鋼網(54)與設備支架(5)連接。

8.如權利要求1所述的一種灌溉明渠測流裝置系統，其特征在于，所述超聲波水位計(2)中集成有超聲波發生裝置和超聲波接收裝置；

超聲波發生裝置會向指定方向持續發送超聲波，同時超聲波接收裝置向電路輸出低電平，視為超聲波發送，發射的超聲波在空氣中沿著指定方向持續傳播，直到遇到水面，會被水面反射一部分超聲波沿著與發射方向相反的方向傳播，最終會傳播到超聲波接收裝置中；

超聲波接收裝置接收到被水面反射后的超聲波后，立馬向電路輸出高電平，視為超聲波接收，所述監測主機(4)的處理器則會根據超聲波電路反饋的電平信號，經過算法處理，計算出發送與接收之間的時間差換算出對應的障礙物距超聲波測量裝置的距離，最終得到超聲波水位計(2)與水面的距離，得到該距離數據以后，監測主機(4)內部算法會根據明渠深度數據計算出實時的水位深度數據。