[发明专利]一种比流量式灌溉水量计量控制装置

权利要求书

1.一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是包括过水箱、入水闸门、消波板、电磁锁和控制器；其中过水箱安装于沟渠护坡中，入水侧安装入水闸门，出水侧安装挡水板，过水箱内部安装有消波板，挡水板底部安装有细出水管和粗出水管，渗流板固定于过水箱中并将过水箱后段分隔为两个等体积流量池；两个直线位移传感器安装于过水箱出水侧的顶部，过水箱出水侧的下部与球形浮标连接，过水箱上方安装有电磁锁，控制器固定在过水箱的顶部并与直线位移传感器和电磁锁连接，控制器接收直线位移传感器的信号，还能控制电磁锁的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是所述过水箱为一长方体中空箱体，其左侧开口，右侧安装有挡水板，箱体壁厚3cm~5cm，采用工程塑料整体成形；过水箱安装于灌溉渠道靠近农田一侧的沟渠护坡中，过水箱底部内边缘与渠道底部齐平，渠内的水可流入过水箱内。

3.根据权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是所述入水闸门安装于过水箱入水侧顶部的卡槽内，闸门厚度为1cm，材质为不锈钢；入水闸门的宽度与过水箱的内宽相同，高度等于过水箱的外部高度，入水闸门可在卡槽内垂直上升或下降，用于开启和关闭过水箱。

4.根据权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是所述消波板垂直安装于过水箱的中部，消波板的宽度与过水箱内部宽度相同，其高度低于沟渠内的水面高度5cm~10cm，用于稳定过水箱的中段水位，从而减小水波浪对后段水位的影响，以提高测量精度。

5.根据权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是所述渗流板、挡水板、细出水管和粗出水管组成流量控制装置；所述渗流板固定于过水箱出水侧的中部，垂直于挡水板并将过水箱后段分隔为体积相同的大流量池和小流量池；渗流板上开设有两条尺寸相同的纵向渗流缝，渗流缝高度小于渗流板高度2~4cm，宽度为1cm，水可通过渗流缝在大流量池和小流量池之间流动。

6.根据权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是所述细出水管和粗出水管材质均为PVC管，细出水管的管径为5cm，粗出水管的管径为10cm；两根出水管分别安装于挡水板底部，细出水管与小流量池连通，粗出水管与大流量池连通，安装位置与渗流板对称；过水箱内的水通过细出水管和粗出水管流出到农田中进行灌溉。

7.根据权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是所述两个直线位移传感器和球形浮标组成水位检测装置；所述两个直线位移传感器分别安装于大流量池和小流量池的顶部，均采用LWH型接触式电阻位移传感器，分辨率为0.01mm；球形浮标固定于直线位移传感器伸缩杆的底部，球形浮标漂浮于水面并带动直线位移传感器的伸缩杆产生垂向位移，从而测量后段水位的变化量。

8.根据权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是所述电磁锁有两个，两个电磁锁水平安装于过水箱进水侧顶部，电磁锁处于开启状态时锁芯伸出，锁芯可插入入水闸门上对应的锁孔内，使得入水闸门保持提升状态，渠内的水可进入到过水箱中；当电磁锁处于关闭状态时锁芯从入水闸门的锁孔内抽出，使得入水闸门落下从而关闭过水箱。

9.根据权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置，其特征是所述控制器由SP/V型双路信号变送放大器、单片机程控模块、电磁锁驱动器及相关电路组成，其中SP/V型双路信号变送放大器可将两个直线位移传感器采集的水位信号放大并转换为数字信号传递给单片机程控模块，单片机程控模块可计算两个水位差值并转换为瞬时过水量进行累计；当累计过水量值达到预设过水量时，单片机程控模块向电磁锁驱动器发出触发信号，从而驱动电磁锁进行开启和关闭动作。

10.如权利要求1所述的一种比流量式灌溉水量计量控制装置的工作过程，其特征是当实际灌溉用水量未达到设定用水量时，电磁锁处于开启状态，电磁锁的锁芯插入入水闸门的锁孔中，使得入水闸门处于开启状态，沟渠中的水可通过入水闸门底部流入过水箱中，入水闸门对沟渠表层的波浪具有一定的过滤作用；当水进入到过水箱的中段时会受到消波板的阻碍而改变流向，并以溢流的方式通过消波板的顶部平稳的进入过水箱的后段的小流量池和大流量池中，由于小流量池和大流量池的宽度相同，所有单位时间内流入小流量池和大流量池的水量是一致的；同时由于细出水管和粗出水管对出水阻力不一致，造成小流量池的水位高于大流量池，渗流板可适当降低两个流量池之间的水位差，避免水流量较大时小流量池中的水位过高；由球形浮标和直线位移传感器组成的水位采集装置可分别实时测量小流量池和大流量池的水位，并将采集到的水位信号输入到控制器中，控制器可将水位差值转换为实时水流量值并进行总过水量的累计；

当实际灌溉用水量已达到设定用水量时，控制器驱动电磁锁关闭，电磁锁的锁芯从入水闸门的锁孔中抽出，入水闸门在重力的作用下落下，从而关闭过水箱，沟渠中的水将不能通过过水箱流入农田中，灌溉过程停止；在入水闸门落下后，控制器再次驱动电磁锁处于开启状态，电磁锁的锁芯伸出，从而限制入水闸门被非法开启；在实施过程中控制器可实现远程网络化控制和管理，从而实现灌溉过程的水量监控及自动控制。