本发明专利技术是一种跌水冲击式灌溉水量计量及自动闸门一体化装置，其结构包括过水箱、入水闸门、出水管、稳流装置、冲击力检测装置、电磁锁和控制器。过水箱安装于沟渠护坡中，入水侧安装有入水闸门，出水侧安装有“L”形出水管，内部安装有消波板和稳流板。凹面承水盘安装于出水管口的正下方，压力传感器安装于凹面承水盘的下方，压力传感器可将凹面承水盘受到的水流冲击力转换为电信号输入到控制器中，控制器可将水流冲击力换算为过水量。过水箱上方安装有电磁锁，控制器可控制其开启或关闭从而实现入水闸门的开启或关闭。本发明专利技术具有结构简单、量程覆盖范围大、计量精确、易实现远程自动控制等优点，尤其适合实现对田间灌溉用水量的精确计量及控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种跌水冲击式灌溉水量计量及自动闸门一体化装置，属于农田水利
技术介绍
水是农业的命脉，随着我国农田灌溉需求的增加与灌区面积的不断扩大，制定严格且全面的灌区管理措施已成为当务之急。然而，随着我国社会经济的快速发展，灌区灌溉中存在的问题也越来越突出，如灌区工程老化导致输配水功能衰竭，我国北方水资源较少但浪费水的现象严重、用水效率和生产率较低等等。目前，灌区内各个用水户及用水机构间的矛盾严重，日益短缺的水资源已成为影响灌区进一步发展的重要问题。因此大力配置合理且高效的量水设施，实行有效节水、定额供水和按量收费已成为迫切任务。灌区量水是实现合理计划用水、正确分配水资源、高效灌溉的重要手段，也是实行计量收费的重要保证。近年来，我国不断补充农田水利立法，黑龙江、湖南和江西省陆续出台了农田水利管理方面的地方性法规，它们明确规定农田灌溉用水实行总量控制和定额管理相结合的制度。随着我国生态灌区的发展，农村灌溉方法及管理方法不断精细化，田间灌溉用水的准确计量也有了更高要求。一方面，量水建筑物及仪器必须计量准确、可靠，满足精度要求，为用水利用率等重要指标提供依据；另一方面，为了满足灌区信息化建设的需要，相关计量装置还应满足量水测水自动化的要求，能够及时准确地传送灌溉用水信息。然而在我国大多数灌区，量水设施主要应用在干支渠上，而应用于斗农渠或单块小农田的计量设备较少，这使得灌区的用水情况停留在大尺度上，但对单个灌溉用户的用水量无法准确计量。灌溉水量的计量是一项基础而又关键的技术，传统方法通过在防渗渠道上建设巴歇尔量水槽或U型量水槽等措施，实现明渠输水的测量；管道输水直接根据横截面积或估算出水速度来计算过水量；一些大型水流量计量装置也会设于引水泵站前端，通过水位降低速度计算抽水能力，这些方法虽使用简单但是精度较低，同时它们会占用较多的农田用地、易遭受损坏，不适用于灌区单块农田的过水量计量。近年来相关科研机构与企业单位合作，开展了灌溉用水计量方式的创新试验研宄，如在灌溉泵点安装超声波流量计、采用红外线遥控的预付费控制系统，这些方法计量精度较高，但是它们投资成本较高、安装复杂且维护成本较高，会增加农民的负担。因此，目前我国灌区亟需一种适用于末级渠道的农田灌溉用水计量和节水控制装置，在精确计量灌溉用水的同时能节约成本、便于维护，从而大幅度提高灌区灌溉的效率。
技术实现思路
本专利技术提出了一种跌水冲击式灌溉水量计量及自动闸门一体化装置，具有结构简单、计量精确、维护方便的优点，可用于对田间灌溉用水量的准确计量及自动控制，有利于实现水资源的利用效率及灌溉水量智能化控制。本专利技术的技术解决方案:一种跌水冲击式灌溉水量计量及自动闸门一体化装置，其特征在于:包括过水箱、入水闸门、出水管、稳流装置、冲击力检测装置、电磁锁和控制器；其中过水箱安装于沟渠护坡中，入水侧安装有入水闸门，稳流装置包括消波板和稳流板，出水侧安装有“L”形出水管，过水箱上方安装有电磁锁，控制器固定在过水箱顶部并与编码计数器和电磁锁连接，控制器可接收压力传感器的信号，还能控制电磁锁的开启和关闭；冲击力检测装置包括凹形承水盘、压力传感器和基座。本专利技术所达到的有益效果: 1)本专利技术采用在相同管径和跌水高度条件下的水流冲击力与水流通量的对应关系，通过连续测量水流冲击力的方式来计量过水量，原理简单、计量准确、计量范围宽； 2)由入水闸门、消波板和稳流板共同构成过水稳流结构，可以最大程度地减小沟渠内流速波动对出水流量的影响，提高水量监测精度； 3)本专利技术对具有一定的过水阻力，在沟渠中大量安装条件下，有利于保持沟渠网络内的水头稳定，从而有效的避免上游和下游田块灌溉水量分配不均衡的问题； 4)本专利技术采用水量计量和闸门控制一体化结构，当实际过水量超过预置过水总量时，通过触发电磁锁关闭入水闸门，从而自动停止灌溉，有效的避免了水资源的浪费； 5)本专利技术易于实现远程网络自动控制，从而对灌溉用水进行合理配置，大幅度提高水资源的使用效率； 6)本专利技术装置结构简单，便于安装，非灌溉期可以方便取走。【附图说明】附图1是本专利技术的主视图(入水闸门处于开启位置)； 附图2是图1的右视图。图中的I是沟渠护坡、2是水面、3是过水箱、4是入水闸门、5是电磁锁、6是控制器、7是出水管、8是凹面承水盘、9是基座、10是压力传感器、11是田块、12是稳流板、13是后段水位、14是消波板、15是中段水位。【具体实施方式】对照附图，一种跌水冲击式灌溉水量计量及自动闸门一体化装置，其结构在于:包括过水箱3、入水闸门4、出水管7、稳流装置、冲击力检测装置、电磁锁5和控制器6 ;其中过水箱3安装于沟渠护坡I中，入水侧安装有入水闸门4，稳流装置包括消波板14和稳流板12，出水侧安装有“L”形出水管7，过水箱3上方安装有电磁锁5，控制器6固定在过水箱3顶部并与压力传感器10和电磁锁5连接，控制器6可接收压力传感器10的信号，还能控制电磁锁5的开启和关闭；冲击力检测装置包括凹面承水盘8、压力传感器10和基座9。所述过水箱3为一长方体中空箱体，其左侧开口，右侧封闭，壁厚3cm~5cm，采用工程塑料整体成形； 过水箱3安装于灌溉渠道靠近田块11 一侧的沟渠护坡I中，过水箱3底部内边缘与渠道底部齐平，渠内的水可流入过水箱3内。所述入水闸门4安装于过水箱3入左侧顶部的卡槽内，闸门厚度为1cm，材质为不锈钢。入水闸门4的宽度与过水箱3的内宽相同，高度等于过水箱3的外部高度，入水闸门4可在卡槽内垂直上升或下降，用于开启和关闭过水箱3。所述出水管7安装于过水箱3出水侧挡板的中部，为一“L”形管道，采用管径为6cm的PVC管连接而成，出水管7的安装高度低于沟渠内的水面2高度15cm~20cm，以保证水可通过出水管7流出。所述稳流装置包括消波板14和稳流板12，材质均为工程塑料，消波板14垂直安装于过水箱3的中部，消波板14的宽度与过水箱3内部宽度相同，其高度低于沟渠内的水面2高度5cm~10cm，用于消除水波浪对出水量测量精度的影响；稳流板12水平安装于出水管7的上方，用于稳定出口管7管口区域的水流速度，提高测量精度。所述冲击力检测装置包括凹形承水盘8、压力传感器10和基座9 ;凹形承水盘8为一圆形盘体，材质为工程塑料；凹形承水盘8的直径为18cm~30cm，上表面为凹面，凹面曲率半径为40cm~50cm ;凹形承水盘8安装于出水管7出水口的正下方10cm~15cm处。所述两个电磁锁5水平安装于过水箱左侧顶部，电磁锁5处于开启状态时锁芯伸出，锁芯可插入入水闸门4上对应的锁孔内，使当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种跌水冲击式灌溉水量计量及自动闸门一体化装置，其特征在于：包括过水箱、入水闸门、出水管、稳流装置、冲击力检测装置、电磁锁和控制器；其中过水箱安装于沟渠护坡中，入水侧安装有入水闸门，稳流装置包括消波板和稳流板，出水侧安装有“L”形出水管，过水箱上方安装有电磁锁，控制器固定在过水箱顶部并与编码计数器和电磁锁连接，控制器可接收压力传感器的信号，还能控制电磁锁的开启和关闭；冲击力检测装置包括凹形承水盘、压力传感器和基座。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王沛芳，饶磊，王超，侯俊，钱进，任凌霄，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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