一种坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计，包括多级竖向水管、横向水管、PLC控制器、以及级数与竖向水管相应的翻斗流量计，翻斗流量计分别设于相应级数竖向水管的下方，在前一级竖向水管底部与其后一级竖向水管顶部通过横向水管相连；第一级竖向水管顶部与待测水流的坡耕地集水沟相连，最后一级竖向水管底部直接设有翻斗流量计；除了最后一级外所有竖向水管底部均设有换向阀，每一级翻斗流量计和所有换向阀均接入PLC控制器，通过PLC控制器可控制换向阀切换采用不同级数翻斗流量计计数。本装置能根据壤沟流量的小、中、大变化过程，自动切换计数，既能精确计量出滴水状态下的水量，又能计量出大流量下的水量，适用范围广，实用性强。

A sloping farmland soil channel combined overturn bucket flowmeter

The utility model discloses a sloping soil channel combined overturn bucket flowmeter, including water pipes, water pipes, horizontal vertical multistage PLC controller, and the vertical pipe series and the corresponding dump meter below the dump meter are respectively arranged in the corresponding series of vertical pipe in a vertical pipe, before and after the bottom of a vertical pipe connected to the top through horizontal pipe; the first vertical pipes and the top of slope farmland flow measured gullies is the last stage of vertical pipe directly to the bottom of a tipping bucket flow meter; in addition to the last stage of all vertical pipes are arranged at the bottom of the valve, each dump meter and all directional valve are connected through the PLC controller. The PLC controller can control the valve switch using different series dump meter counting. The device can according to the soil ditch flow is small, medium and large change process, automatic switching count, can accurately measure water under water, and can measure the flow of water, wide application range, strong practicability.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种流量计，具体涉及一种坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计，属于水利工程和农学领域。
技术介绍
壤沟流是大气降水形成的，并通过流域内不同路径进入河流、湖泊或海洋的水流。壤沟流按形成及流经路径可分为地表壤沟流、壤中流和地下水流。在同等强度降雨条件下，坡耕地坡度的存在会使坡面的水、土及养分随壤沟流水向坡下移动，或者通过渗漏、淋失等形式通过土壤剖面下渗到地下水进而运移到受纳水体中，造成大量的泥沙迁移及养分流失，导致水体富营养化。因此，准确获取一定降水时间段内坡耕地壤沟流流量变化信息是坡耕地水土平衡及养分流失等动态研究的基础。目前农业水利工程中应用较多的流量测量装置有水表，但水表在滴水状态下不转动、不进行计量，且在小流量情况下，水表表盘虽转动，但计量数值误差大；也有利用单个双侧翻斗式测量器计算壤沟流水量的流量计，如张贵龙等（2013）专利技术的“地表壤沟流自动计量装置（申请号CN201310243468.9）”，但该装置翻斗容量较小，在大流量情况下易出现不能及时翻转的问题；还有以信号检测为原理的超声波液体流量计，如日本别庄大介等（2007）专利技术的超声波流量计（申请号：CN200780048729.4），但该类装置要求圆管内液体压力稳定，且仅在液体流速较大时才能保证测量准确度，由于降雨过程中的壤沟流量变化较大，超声波流量计难以保证一次降雨过程中的全局精度。另外，由于坡耕地壤沟流中存在泥沙现象，使用普通小型流量计易造成堵塞现象，无法满足坡耕地壤沟流计量要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提出了一种结构简单、计量精确、便于安装实施、可随着水量的小、中、大变化过程，自动切换计数方式的坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计。本技术采用如下技术方案：一种坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计，其特征在于：包括多级竖向水管、横向水管、PLC控制器、以及级数与竖向水管相应的翻斗流量计，所述翻斗流量计分别设于相应级数竖向水管的下方，在前一级的竖向水管底部与其后一级竖向水管顶部通过横向水管相连，所述横向水管和竖向水管组合呈台阶状，便于液体在重力作用下流动；第一级竖向水管顶部与待测水流的坡耕地集水沟相连，最后一级竖向水管底部直接设有翻斗流量计；除了最后一级外所有竖向水管底部均设有换向阀，换向阀能实现该级竖向水管内水流入其下方的翻斗流量计或者通过横向水管流入其下一级竖向水管，每一级翻斗流量计和所有换向阀均接入PLC控制器，通过PLC控制器可控制换向阀切换来采用不同级数翻斗流量计计数以及是否储存显示该级翻斗流量计数据。作为优选，所述翻斗流量计包括集流槽、双侧翻斗和两个光电计数器，所述集流槽设于每一级竖向水管底部，用于收集从换向阀流出的水，集流槽底部设有出流孔，采用机械式杠杆原理制作的双侧翻斗设于出流孔下方，双侧翻斗对称设置，其底部中心处设有一根转轴，双侧翻斗可绕转轴自由转动，两个光电计数器分别设于双侧翻斗两端下方。作为优选，所述双侧翻斗两端下方分别设有精度调节器，所述光电计数器位于精度调节器顶部，所述精度调节器为可调节其顶部高度的柱体。作为优选，所述翻斗流量计底部设有带螺孔的底板，所述精度调节器为一螺杆，所述螺杆上设有两个螺母，螺杆穿过底板的螺孔，两个螺母分别位于底板上下将精度调节器固定，通过调节底板上下的精度调节器的两个螺母，可以实现精度调节器上升或下降从而调节计量精度，所述底板上设有排水孔，所述排水孔即可用于排走双侧翻斗流下来的水，也可用于取水样。所述双侧翻斗利用机械式杠杆原理制作，灵敏度高。所述精度调节器可根据需要调节不同的精度。作为优选，所述翻斗流量计有2-8级，所述多级翻斗流量计采用不同大小规格组合使用，所述换向阀为双向活动压力阀，其大小与相应的翻斗流量计相匹配。本技术的有益效果是：1．能够根据水量的小、中、大变化过程，自动切换计数方式，既能精确计量出滴水状态下的水量，又能计量出大流量下的水量，适用范围广，实用性强。2.利用机械式杠杆原理，翻斗流量计的精度调节器可调节不同的精度，最低精度1L，最高精度可达5ml。3.采用机械式计数方式，避免电子潮湿问题，不易损坏。4.能够满足坡耕地壤中流以及地下水流量测量要求，也适用于雨量不大时的地表壤沟流测量。附图说明图1是本技术的结构示意图。图1中，1-横向水管，2-双向活动压力阀，3-翻斗流量计，4-双侧翻斗，5-精度调节器，6-排水孔，7-竖向水管，8-集流槽，9-光电计数器，10-转轴，11-底板。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步说明。图中，水管，双向活动压力阀2，翻斗流量计3，双侧翻斗4，精度调节器5，排水孔6。参见图1，本技术包括水管，双向活动压力阀2，翻斗流量计3。所述水管分为横向水管1和竖向水管7，所述双向活动压力阀2位于横向水管1与竖向水管7交叉处，所述翻斗流量计3位于双向活动压力阀2下端。参见图1，水管呈台阶状，便于液体在重力作用下流动。参见图1，所述翻斗流量计3包括集流槽8、双侧翻斗4和两个光电计数器9，所述集流槽8上部用于收集从双向活动压力阀2流出的水，集流槽8底部设有出流孔，采用机械式杠杆原理制作的双侧翻斗4设于出流孔下方，双侧翻斗4对称设置，其底部中心处设有一根转轴10，双侧翻斗4可绕转轴10自由转动，两个光电计数器9分别设于双侧翻斗两端下方。所述双侧翻斗4两端下方分别设有精度调节器5，所述光电计数器10位于精度调节器5顶部，所述精度调节器5为可调节其顶部高度的柱体。翻斗流量计3底部设有带螺孔的底板11，所述精度调节器5为一螺杆，所述螺杆上设有两个螺母，螺杆穿过底板11的螺孔，两个螺母分别位于底板11上下将精度调节器5固定，通过调节底板11上下的精度调节器的两个螺母，可以实现精度调节器上升或下降，所述底板11上设有排水孔6，所述排水孔6即可用于排走双侧翻斗4流下来的水，也可用于取水样。所述双侧翻斗4利用机械式杠杆原理制作，灵敏度高。所述精度调节器可根据需要调节不同的精度。翻斗流量计3可选择大、中、小三种不同规格。参见图1，双向活动压力阀2根据下端所接翻斗流量计3的规格，可选择大号双向活动压力阀、中号双向活动压力阀两种型号对应安装。本技术的工作流程如下：降雨开始时，壤沟流量较小，进入水管的水呈滴水状态，此时水压小，大号双向活动压力阀和中号双向活动压力阀均未打开，大号翻斗流量计支路和中号翻斗流量计支路关闭，小水流汇入小号翻斗流量计进行计数；随着时间的增加，降雨量逐渐增大，壤沟流量也随之增大，此时水压增大，大号双向活动压力阀未打开，大号翻斗流量计支路关闭，中号双向活动压力阀打开，中号翻斗流量计支路打开，水流汇入中号翻斗流量计进行计数；当降雨量持续增大，水压增大时，大号双向活动压力阀打开，中号双向活动压力阀关闭，水流汇入大号翻斗流量计进行计数；当降雨快要结束，雨量再次减小时，大号双向活动压力阀和中号双向活动压力阀均关闭，水流汇入小号翻斗流量计进行计数……所有水量计数为三支路计数之和，以此来实现高精度测量。本技术的功能如下：一种坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计结构简单、计量精确、便于安装实施；能够根据水量的小、中、大变化过程，自动切换计数方式，既能精确计量出滴水状态下的水量，又能计量出大流量下的水量，适用范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计，其特征在于：包括多级竖向水管、横向水管、PLC控制器、以及级数与竖向水管相应的翻斗流量计，所述翻斗流量计分别设于相应级数竖向水管的下方，在前一级的竖向水管底部与其后一级竖向水管顶部通过横向水管相连，第一级竖向水管顶部与待测水流的坡耕地集水沟相连，最后一级竖向水管底部直接设有翻斗流量计；除了最后一级外所有竖向水管底部均设有换向阀，换向阀能实现该级竖向水管内水流入其下方的翻斗流量计或者通过横向水管流入其下一级竖向水管，每一级翻斗流量计和所有换向阀均接入PLC控制器，通过PLC控制器可控制换向阀切换来采用不同级数翻斗流量计计数以及是否储存显示该级翻斗流量计数据。

【技术特征摘要】
1.一种坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计，其特征在于：包括多级竖向水管、横向水管、PLC控制器、以及级数与竖向水管相应的翻斗流量计，所述翻斗流量计分别设于相应级数竖向水管的下方，在前一级的竖向水管底部与其后一级竖向水管顶部通过横向水管相连，第一级竖向水管顶部与待测水流的坡耕地集水沟相连，最后一级竖向水管底部直接设有翻斗流量计；除了最后一级外所有竖向水管底部均设有换向阀，换向阀能实现该级竖向水管内水流入其下方的翻斗流量计或者通过横向水管流入其下一级竖向水管，每一级翻斗流量计和所有换向阀均接入PLC控制器，通过PLC控制器可控制换向阀切换来采用不同级数翻斗流量计计数以及是否储存显示该级翻斗流量计数据。2.根据权利要求1所述一种坡耕地壤沟流组合式翻斗流量计，其特征在于：所述翻斗流量计包括集流槽、双侧翻斗和两个光电计数器，所述集流槽设于每一级竖向水管底部，用于收集从换向阀流出的水，集流槽底部设有出流孔，采用机械式杠杆原理制作的双侧翻斗设于出流孔下方，双侧翻斗对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富庆，高士佩，谢颂华，许雅欣，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42