一种自动化水位时间流量转化的池塘量水装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动化水位时间流量转化的池塘量水装置，包括压力水位传感器一、压力水位传感器二、蓄电池、控制盒、集成控制器、模数转换器、程序芯片、分段累计计时器、电脑终端；所述压力水位传感器一设于池塘内，所述压力水位传感器二设在池塘排水口下游，所述分段累计计时器与程序芯片连接；所述集成控制器、模数转换器和分段累计计时器与程序芯片连接，所述压力水位传感器一和压力水位传感器二与模数转换器连接；所述集成控制器、模数转换器和程序芯片设于控制盒内部；所述分段累计计时器分别置于池塘进水口以及排水口处，所述电脑终端与控制盒以及分段累计计时器通过无线传输模块相连，所述蓄电池连接有太阳能电池板，所述蓄电池用于给装置供电。所述蓄电池用于给装置供电。所述蓄电池用于给装置供电。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化水位时间流量转化的池塘量水装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种自动化水位时间流量转化的池塘量水装置及方法，属于测量用具


技术介绍

[0002]随着池塘养殖以及近年来稻渔综合种养模式的推广，其供水、换水、排水引起的相关问题得到了广泛重视，在我国水资源相对短缺的背景下，量测养殖用水量是促进农业节水、实施最严格水资源管理的关键问题。我国池塘的灌水泄水计量水量的设备不多。一方面，通过观测池塘水位的升降结合池塘面积来估算水流灌入/泄出量，这种方式虽成本很低，但比较落后，与实际结果误差较大而且不能实现动态监测流量。而且，池塘在同时进水、排水情况下，水位上下变动频繁，而难以用水位来量测并推算供排水量。另一方面，目前大多采用在水泵排水口及池塘排水口应用电磁流量计或超声波流量计来统计流量，虽然使用电磁流量计或超声波流量计测量精度比较高，但价格昂贵，成本太高，造成了资源浪费。目前我国还没有针对池塘测流的专门适用的低成本装置，因此，目前亟需一种易操作、响应快、成本低、精度高的池塘量水装置，对于池塘用水的水量测定、提高用水效率和便于池塘管理有着重要的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种自动化水位时间流量转化的池塘量水装置及方法，以实现对池塘用水的水量测定目的。
[0004]一种自动化水位时间流量转化的池塘量水装置，包括压力水位传感器一、压力水位传感器二、蓄电池、控制盒、集成控制器、模数转换器、程序芯片、分段累计计时器、电脑终端；所述压力水位传感器一设于池塘内，所述压力水位传感器二设在池塘排水口下游，所述分段累计计时器与程序芯片连接；所述集成控制器、模数转换器和分段累计计时器与程序芯片连接，所述压力水位传感器一和压力水位传感器二与模数转换器连接；所述集成控制器、模数转换器和程序芯片设于控制盒内部；
[0005]所述分段累计计时器分别置于池塘进水口以及排水口处，所述电脑终端与控制盒以及分段累计计时器通过无线传输模块相连，所述蓄电池连接有太阳能电池板，所述蓄电池用于给装置供电。
[0006]进一步地，所述装置还设有时间显示屏、水位动态显示屏和流量动态显示屏，所述时间显示屏用于显示分段累计计时器记录池塘进水口和排水口处灌水/泄流持续的时间，所述水位动态显示屏显示压力传感器已监测的池塘动态水位H以及压力传感器二检测的排水口下游动态水位h，所述流量动态显示屏显示程序芯片通过存储的时间、水位数据计算得到的实时池塘灌水/泄水流量以及总灌泄水量。
[0007]进一步地，所述分段累计计时器设有两个，分别用于池塘进水口和排水口处的灌水/泄水的历时计量，并将记录传送至程序芯片。
[0008]进一步地，所述无线通信模块有两个，其一设在控制盒，另一设在电脑终端。
[0009]进一步地，所述模数转换器将投入式压力传感器的电信号转化为数字信号，并输送储存在程序芯片内。
[0010]一种自动化水位时间流量转化的池塘量水方法，所述方法包括：
[0011]首先由水力学公式率定水位流量关系根据水位动态显示屏(12)显示的动态水位计算出排水口动态流量m3/s、泄流量m3，其次根据池塘水位变化计算出进水口处灌水量Q1＝Q2+A*ΔH,m3；流量q1＝Q1/T1，m3/s，T1为池塘进水口的灌水历时、T2为池塘排水口的泄水历时。
[0012]进一步地，水位流量关系率定如下：
[0013]设池塘表面流速为0，收缩系数C
c
＝A
c
/A0＝1，动能修正系数α
c
＝1，列池塘表面断面和排水口收缩断面伯努利方程：
[0014]P1/ρg+α1v
12
/2g+H＝P
c
/ρg+α
c
v
c2
/2g+Σζ
c
v
c2
/2g
[0015]可得排水口流速为流速系数；排水口流量为流速系数；排水口流量淹没出流时H为H
‑
h,h为排水口下游水位，C
d
＝C
c
*C
v
为流量系数，A
c
为收缩断面面积；因此，确定流速系数C
v
便能确定水位流量关系公式；由于Σζ
c
＝ζ
c
’
+ζ1+λL/d；ζ
c
’
＝ζ
c
/C
c2
＝ζ
c
为入口收缩损失，查表可得内伸缩管嘴阻力系数ζ
c
，收缩系数C
c
；ζ1＝(1/C
c
‑
1)2为收缩断面扩大后的损失；λ*L/d为附壁流出的沿程损失，λ为沿程损失系数，排水口直径dm，管长Lm；因此可求得Σζ
c
＝ζ
c
’
+ζ1+λL/d，由此可推得水位流量关系公式公式
[0016]进一步地，所述流量动态显示屏(11)显示流量包括进水口的动态流量、灌水总量、排水口的动态流量和泄水总量。
[0017]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术装置提出了一种新型池塘灌/泄流量的计算方法，为池塘动态水监测计量提供了可能，方便池塘运行管理；
[0018]本专利技术改进了传统的容积法及高成本流量计的测流方法，根据进出口的灌泄水历时以及池塘水位推算出实时灌泄水流量以及灌泄水总量；
[0019]本专利技术具有成本低、精度高、操作简单，能够智能化运行的优点，所需电能来自太阳能，不需要另外布置线路，能够自动化运行，并且可以从电脑终端读取实时灌泄水流量及灌泄水总量，用来更好的管理池塘供排水。
附图说明
[0020]图1为本专利自动化时间水位转化池塘流量的装置结构示意图；
[0021]图2为本专利在池塘进行灌排流量测定时的示意图；
[0022]图3为本专利具体实施原理流程图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合
具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0024]实施例1
[0025]如图1
‑
图3所示，公开了一种自动化时间水位转化池塘流量的装置，压力传感器一1、压力传感器二2、太阳能电池板3、支架4、蓄电池5、控制盒6、无线通信模块7、集成控制器8、模数转换器9、程序芯片10、时间显示屏11、水位动态显示屏12、流量动态显示屏13、分段累计计时器14、电脑终端15；
[0026]蓄电池5为12V铅蓄电池，与太阳能电板3相连接，在此需要说明的是太阳能电板3连接中有个充电控制单元，功能是在白天太阳能板工作时太阳能板为仪器供电，同时可给蓄电池充电，太阳能板不工作时，蓄电池给仪器供电，太阳能5通过支架4布置；
[0027]程序芯片10内编有计算程序，通过分段累计计时器14以及模数转换器9输送的时间、水位数据，计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化水位时间流量转化的池塘量水装置，其特征在于，包括压力水位传感器一(1)、压力水位传感器二(2)、蓄电池(5)、控制盒(6)、集成控制器(8)、模数转换器(9)、程序芯片(10)、分段累计计时器(14)、电脑终端(15)；所述压力水位传感器一(1)设于池塘内，所述压力水位传感器二(2)设在池塘排水口下游，所述分段累计计时器(14)与程序芯片(10)连接；所述集成控制器(8)、模数转换器(9)和分段累计计时器(14)与程序芯片(10)连接，所述压力水位传感器一(1)和压力水位传感器二(2)与模数转换器(9)连接；所述集成控制器(8)、模数转换器(9)和程序芯片(10)设于控制盒(6)内部；所述分段累计计时器(14)分别置于池塘进水口以及排水口处，所述电脑终端(15)与控制盒(6)以及分段累计计时器(14)通过无线传输模块(7)相连，所述蓄电池(5)连接有太阳能电池板(3)，所述蓄电池(5)用于给装置供电。2.根据权利要求1所述的自动化水位时间流量转化的池塘量水装置，其特征在于，所述装置还设有时间显示屏(11)、水位动态显示屏(12)和流量动态显示屏(13)，所述时间显示屏(11)用于显示分段累计计时器(14)记录池塘进水口和排水口处灌水/泄流持续的时间，所述水位动态显示屏(12)显示压力传感器已(1)监测的池塘动态水位H以及压力传感器二(2)检测的排水口下游动态水位h，所述流量动态显示屏(13)显示程序芯片(10)通过存储的时间、水位数据计算得到的实时池塘灌水/泄水流量以及总灌泄水量。3.根据权利要求1所述的自动化水位时间流量转化的池塘量水装置，其特征在于，所述分段累计计时器(14)设有两个，分别用于池塘进水口和排水口处的灌水/泄水的历时计量，并将记录传送至程序芯片(10)。4.根据权利要求1所述的自动化水位时间流量转化的池塘量水装置，其特征在于，所述无线通信模块(7)有两个，其一设在控制盒(6)，另一设在电脑终端(8)。5.根据权利要求1所述的自动化水位时间流量转化的池塘量水装置，其特征在于，所述模数转换器(9)将投入式压力传感器(2)的电信号转化为数字信号，并输送储存在程序芯片(10)内。6.一种如权利要求1
‑
5所述的任一项池塘量水装置的量水方法，其特征在于，所述方法包括：首先由水力学公式率定水位流量关系根据水位动态显示屏(12)显...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丹，孟祥虎，唐宏璐，毕利东，陈浩，钟紫悦，汤盛然，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：