[发明专利]一种农田灌区明渠自动测流数学模型的应用

权利要求书

1.一种农田灌区明渠自动测流数学模型的应用，其特征是所述应用是基于农田灌区明渠自动测流数学模型，实现农田灌区明渠自动测流的应用；所述农田灌区明渠自动测流数学模型通过如下步骤建立：

（1）设计一灌区明渠测流装置模型固定于被测渠道上方，通过控制储水池里水位变化来控制渠道水位，待水位稳定后形成不同流量的均匀流，不同流量对应有装置的不同偏转角，角度通过光电编码器传输至单片机，流量由三角堰或者流量计测出，将获得的一系列数值拟合成一条角度和流量的函数曲线，通过反复实验来确定此函数曲线，由此，建立角度流量数学模型；

（2）将建立不同的渠道数学模型写入单片机程序，用于实际待测渠道测出角度值相比，从而输出待测渠道流量值；

所述实现农田灌区明渠自动测流的应用包括如下内容：

将一灌区明渠测流装置模型固定于被测渠道上方，将摆杆置入明渠中，水流冲击摆杆使其偏转一定角度，通过光电编码器脉冲信号采集摆杆偏转角度，将摆杆偏转角度与之前建立的数学模型相比较，得出农田灌区明渠渠道流量；所述明渠测流装置模型，包括测量系统、控制系统、垂直升降支架、水平位移平台和无线通讯模块；所述测量系统包括光电编码器安装支架、光电编码器、联轴器和摆杆；光电编码器安装支架与左、右移动的水平位移平台连接，所述光电编码器为欧姆龙500线编码器；所述摆杆是一根直径为5mm，长度为60cm的铝合金实心竿；

具体检测角度时，渠道水流冲击摆杆，使得摆杆有一定角度的偏转，光电编码器通过脉冲的变化来记录角度值，并将角度值传入单片机程序中；所述控制系统包括单片机、信号采集与传输电路，将实验建立的不同渠道的角度流量模型写入单片机内，单片机还负责采集渠道的宽度与高度信号、渠道模式、两个步进电机的控制信号，并通过角度偏转数值得到渠道的流量值； 所述垂直升降支架包括渠道卡座，升降支架，步进电机和固定螺丝；所述渠道卡座将整个装置用螺丝和螺母固定在待测渠道上，所述升降支架的下端焊接在渠道卡座上，通过步进电机来控制升降支架的垂直移动；所述水平位移平台包括检测台、红外测距仪、丝杆、步进电机和水平仪；水平位移平台固定在检测台上，通过步进电机来控制丝杆的转动使测量系统居于渠道的最中间位置来进行流量的测量；所述红外测距仪用来测水平方向的距离并将该距离送入单片机中控制电机的运动，所述水平仪用来检测水平位移平台是否水平。

2.根据权利要求1所述一种农田灌区明渠自动测流数学模型的应用，其特征是还包括如下内容：用固定螺丝将渠道卡槽固定在待测渠道两边，并参照水平仪将整个装置调平；打开电源，选择渠道模式，按下测试按钮，程序驱动步进电机带动丝杆和升降台使得摆杆居于测试最佳位置，则待测渠道流量显示在液晶显示器上。