[实用新型]一种明渠过闸流量在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及明渠流量计量技术领域，尤其涉及一种明渠过闸流量在线监测装置。

背景技术

目前，国家正在进行水资源税试点项目，其中有涉及到农田灌溉用水，提倡节水灌溉，提高水资源利用率。实时的在线监测、准确的计量是实现节水灌溉的基础条件。因此，这就对农田灌溉用水实时监测、计量准确度和自动化程度提出了新的要求。

目前，明渠的流量计量方法有很多，但是随着实时在线监测和自动化程度要求的提高，都存在一些不足。常用的流量计量方法有：流速面积法，该方法需要人工操作，实时性和自动化程度低；堰槽法，该方法可以准确测量流量，但测量精度受淤泥影响大；采用价格昂贵的进口设备进行在线监测和计量。

大部分灌溉明渠的闸门处没有电源，所以对在线监测装置提出了低功耗的要求，需要使用自备电源能够工作2年以上。另外设备安装在户外，需要有防盗和防破坏功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对明渠灌溉用水计量提出的新的要求，以及解决现有技术存在的不足，提供一种高度集成、低功耗、高准确度、自动化的明渠过闸流量在线监测装置。

为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：一种明渠过闸流量在线监测装置，包括在线监测器、闸前水位计、闸后水位计、闸门开度仪、箱门状态传感器、电池、移动终端和服务器，在线监测器通过有线通信电路分别与闸前水位计、闸后水位计、闸门开度仪、箱门状态传感器、电池相连接，在线监测器通过闸前水位计、闸后水位计、闸门开度仪识别明渠的堰流和闸孔出流的工况，服务器通过无线通信电路与在线监测器进行数据交互，移动终端通过服务器与在线监测器进行数据的交互；在线监测器包括低功耗电源模块，在线监测器通过低功耗电源模块供电。

作为本实用新型的优化方案，在线监测器还包括安防模块和MCU控制器，无线通信电路包括GPRS/CDMA通信模块和北斗通信模块，安防模块用于感知明渠过闸流量在线监测装置的震动、放置角度及放置位置的变化，闸前水位计和闸后水位计均通过RS485通信接口与MCU控制器相连，闸门开度仪通过RS485通信接口与MCU控制器相连，MCU控制器获取识别明渠的堰流和闸孔出流的工况，MCU控制器根据获取的明渠的堰流和闸孔出流的工况进行自动补偿，结合逐次逼近迭代算法计算明渠过闸流量，GPRS/CDMA通信模块用于实现MCU控制器与服务器的无线连接。

作为本实用新型的优化方案，在线监测器还包括多路直流模拟量采集电路、多路数字量光电隔离输入电路、多路数字量光电隔离继电器输出电路，所述的多路直流模拟量采集电路连接在MCU控制器的模拟输入接口，多路数字量光电隔离输入电路和多路数字量光电隔离继电器输出电路连接在MCU控制器的IO接口。

作为本实用新型的优化方案，低功耗电源模块包括第一路供电电源、第二路供电电源、第三路供电电源和第四路供电电源，第一路供电电源用于为MCU控制器供电，第二路供电电源用于为有线通信电路、多路直流模拟量采集电路、多路数字量光电隔离输入电路和多路数字量光电隔离继电器输出电路供电，第三路供电电源用于为无线通信电路供电，第一路供电电源、第二路供电电源和第三路供电电源均为高频线性稳压器，第四路供电电源用于为安防模块、闸前水位计、闸后水位计、闸门开度仪和箱门状态传感器供电，第四路供电电源采用MOSFET实现。

作为本实用新型的优化方案，安防模块包括重力传感器、位移传感器和震动传感器，重力传感器用于监测明渠过闸流量在线监测装置放置角度的变化，位移传感器用于监测明渠过闸流量在线监测装置放置位置的变化，震动传感器用于监测明渠过闸流量在线监测装置的震动情况。