[发明专利]测控一体化闸门装置及测控方法

说明书

本发明提供了测控一体化闸门装置及测控方法，包括闸门控制模块以及分别与闸门控制模块连接的供电模块、驱动模块、流量采集模块、无线远程通讯模块；驱动模块包括闸门、直流高精度启闭机、螺杆升降机，螺杆升降机与闸门连接用于驱动闸门升降，其具有手电两用机构的电气连锁装置，螺杆升降机还连接有手动摇杆，直流高精度启闭机与螺杆升降机连接用于控制其工作；流量采集模块包括三层时差法超声波流速仪、高精度小量程超声波水位计；供电模块为其余模块供电。本发明结合了小尺寸闸门、太阳能驱动、水位测量、流量测量、无线通讯远程控制、精确流量控制等功能，能够做到闸门开闭远程智能控制，是闸门联动控制和灌区信息化解决方案的基础。

技术领域

本发明属于水利闸门控制及流量测量技术领域，具体涉及一种测控一体化闸门装置及相应的测控方法。

背景技术

闸门是指修建在河道、渠道或湖、海口，用于关闭和开放泄(放)水通道控制设施，具有拦截水流、控制流量、调节水位、排放泥沙和飘浮物的作用。闸门作为水利工程建设中一个基本的水工设施，在农田灌溉、水位控制、城市供水等诸多工程应用中发挥着巨大的作用。当开启闸门时，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量；关闭闸门时，可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要。

灌区面积广、区域偏僻，总体项目投资低。目前作为渠系灌溉控制核心设备的闸门，大部分区域都是采取的人工控制，在偏远或无法满足交流电供应的地区，只能依靠人工现场手摇操控闸门的开闭。传统闸门只具有单一的泄水作用，水位和流量靠目测经验或借助其他测量设备测量，自动化设备供电困难，数据采集复杂，人工管理成本高，管理水平落后，与灌区信息化建设要求具有很大差距，无法满足需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种测控一体化闸门装置及测控方法，集水位流量数据采集、闸门远程自动化控制、太阳能驱动、无线通讯等功能齐全于一体，满足绿色水利、节水灌溉，提高灌区用水效率和效益的需要。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

测控一体化闸门装置，包括闸门控制模块以及分别与闸门控制模块连接的供电模块、驱动模块、流量采集模块、无线远程通讯模块；所述驱动模块包括闸门、直流高精度启闭机、螺杆升降机，所述螺杆升降机与闸门连接用于驱动闸门升降，其具有手电两用机构的电气连锁装置，螺杆升降机还连接有手动摇杆，所述直流高精度启闭机与螺杆升降机连接用于控制其工作；所述流量采集模块包括三层时差法超声波流速仪、高精度小量程超声波水位计；所述供电模块为其余模块供电。

进一步的，所述供电模块为太阳能供电模块。

进一步的，所述无线远程通讯模块包括4G通信模块电路板。

本发明还提供了测控一体化闸门装置的测控方法，包括以下步骤：

高精度的超声波水位计实时采集测量箱内水位高度，三层超声波时差法流速仪测量每层流速，计算得出瞬时流量和累计流量；

闸门控制包括现地模式和远程模式：现地模式下，通过控制一体化控制箱面板上的按钮实现闸门的动作，现场无法满足电力供应时，通过摇杆操作升降机实现闸门上升或下降；远程模式下，中心站控制软件向无线通信模块发送控制指令，闸门控制模块将流量采集模块获取的流量信息与综合无线远程通讯模块的终端用户指令进行比对运算，控制驱动模块实现闸门的开、关、停，完成对闸门的操控。

进一步的，停止操作后闸门能够自动锁定保持在既定位置。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明提供了集精确计量和精准控制于一体的自动化计量灌溉设备及方法，结合了小尺寸闸门、太阳能驱动、水位测量、流量测量、无线通讯远程控制、精确流量控制等功能，能够做到闸门开闭远程智能控制，是闸门联动控制和灌区信息化解决方案的基础。

附图说明