[发明专利]一种光电式灌溉隔膜阀工作状态反馈装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电式灌溉隔膜阀工作状态反馈装置，属于水利水电技术领域。

背景技术

为了实现水资源的科学管理，缓解全球淡水资源的日益紧张及灌溉成本的不断上升对农业发展造成的压力，具有节水、高效的自动灌溉系统，如滴灌系统、微灌系统、喷灌系统等，得到了非常广泛的应用。有别于传统的管道系统，自动化灌溉系统通常布设与野外，且各控制阀的空间分布范围较大。当灌溉控制中心针对某一控制阀发出开启/关闭指令后，需要控制阀能够反馈阀门对于相关指令的执行情况，以方便灌溉控制中心掌握其工作状态，保证整个自动化灌溉系统的可靠稳定运行。

隔膜式控制阀以其结构简单、低功耗、成本低廉等优点普遍应用于灌溉系统中，作为灌溉控制的主要执行设备。阀体材料通常为硬质聚氯乙烯（uPVC）、玻璃纤维增强尼龙（PA+GF）等塑料材料。传统的阀门工作状态反馈装置通常为金属阀门设计，结构复杂，成本高昂。而目前在灌区使用的隔膜阀无法实现阀门状态反馈检测，动作指令发布后，控制中心无法获知隔膜阀是否准确地执行相应的动作；此外若田间隔膜阀由于阀门堵塞、压力不足而发生故障时，控制中心也无法获知故障阀的准确位置，管理人员需要到灌区内对控制阀进行逐个排查，工作量大，费工费时，工作效率低。

中国专利CN201934760U中公开了一种可用于农用电磁阀的状态反馈磁控传感器。该阀门状态反馈装置使用了磁力球及干簧管作为检测元件，仅能可靠辨识出全开状态，无法可靠辨识出全关状态以及中间开度状态。中国专利CN203413211U中公开了一种反馈式电磁阀结构，其阀门反馈装置也使用了磁感应传感器，可以反馈全开全关状态，无法辨识中间开度。中国专利CN2658509Y中公布了一种阀门光电信号反馈装置，该反馈装置用于先导式电磁阀，使用了2组光电接近开关来反馈全开全关信号，同样无法辨识中间开度。中国专利CN2410511Y中公布了一种电子式阀位信号反馈装置。该阀位信号反馈装置使用直滑电位器作为检测元件，通过运算放大器与单片机构成的测量电路获取阀门开度信息。该装置能够辨识阀门开度信息，但是存在结构复杂，动作可靠性低的缺点。

所以目前阀门状态反馈技术主要存在以下缺点：

1） 结构复杂

目前阀门状态反馈技术主要使用高精度位移传感器，如差动式电感传感器（LVDT），直滑电位器等，辅以相应的测量电路来实现阀门状态的反馈。现有得阀门反馈技术可以准确地反馈阀门工作状态，但是对于自动化灌溉系统来说，并不需要如此高精度的状态反馈，仅需要大致获得阀门的开度信息。因此现有的阀门状态反馈技术就显得结构过于复杂了。

2） 可靠性低

目前阀门状态反馈技术通常包含位置传感器及其测量电路，包含有多类机电元器件，对使用环境有一定要求，不能适应灌溉隔膜阀所处的田间野外控制环境。

发明内容

为了解决上述阀门状态反馈技术的不足，本发明提出了一种光电式灌溉隔膜阀工作状态反馈装置，利用红外接收器接收光强随距离的变化来大致反馈阀门的工作状态，具有结构简单，性能可靠，低成本的优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光电式灌溉隔膜阀工作状态反馈装置，包括塑料防水外壳，连接线缆，防水接头，阀门开度指针，阀杆以及位于塑料防水外壳内的反馈装置底座，滑块，光电反馈模块和阀门适配模块；

所述连接线缆位于塑料防水外壳外，并与光电反馈模块的光电反馈电路板连接；

所述防水接头套在连接线缆上；

所述阀杆穿过阀门适配模块的密封适配件的内孔，阀杆的底端通过螺纹连接至灌溉隔膜阀的弹簧座上；所述阀门开度指针连接于阀杆上；

所述光电反馈模块位于反馈装置底座上侧，所述滑块底部通过螺钉固定于阀杆端部，所述滑块侧面通过柔性连接件连接至光电反馈模块中；

所述阀门适配模块安装在反馈装置底座下侧，所述阀门适配模块包括压螺和密封适配件，所述压螺两端均为外螺纹，一端用于连接密封适配件，一端通过标准螺母及垫片实现与塑料防水外壳的下壳的连接；所述密封适配件一端为内螺纹，用于连接压螺，一端为外螺纹，用于实现与阀盖的连接；