一种量测水系统的制作方法

1.本发明涉及量测水领域，特别是涉及一种量测水系统。


背景技术：

2.灌区渠道量水工作对灌溉系统节约用水、合理灌溉、科学调配水资源有重要意义，对评价灌溉系统各级渠道的输水损失及田间用水效率十分重要，还可为收取水费提供公平合理的依据，也是实行灌区信息化管理的重要基础。
3.随着水价改革的深入，准确计量农户到地水量成为水价改革的关键环节，通过现场调查，了解到部分耕地灌溉系引河水灌溉，每年6月至9月洪水期，河水含沙量较大，现有的量测水设施量水堰前泥沙淤积严重，极大影响到了现有量水堰的对水位的测量精度。
4.基于上述问题，亟需一种新的量测水系统以提高水位的测量精确度。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种量测水系统，可提高量测水设施对待测渠道中水位的测量精度。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.一种量测水系统，所述量测水系统包括：
8.薄壁堰，活动设置在待测渠道的流量监测断面上；
9.丝杆，与所述薄壁堰连接；
10.终端控制器，用于在测量水位时产生检测控制信号及启动控制信号，并在量水时间大于或等于设定的冲砂时间时产生关闭控制信号；
11.丝杆升降机，分别与所述丝杆及所述终端控制器连接，用于根据所述启动控制信号或关闭控制信号控制丝杆的升降，进而带动薄壁堰的升降；
12.量水设施，设置在待测渠道的流量监测断面上对应所述薄壁堰的位置，并与所述终端控制器连接，用于根据所述检测控制信号测量待测渠道中的水位。
13.可选地，所述量测水系统还包括：
14.控制柜，所述终端控制器及所述丝杆升降机均设置在所述控制柜中；
15.太阳能板支架，固定在所述控制柜上；
16.太阳能板，固定在所述太阳能板支架的顶部。
17.可选地，所述量水设施包括：
18.横杆支架，固定在所述太阳能板支架上，向待测渠道的上游伸出；
19.雷达液位计，设置在所述横杆支架的末端，与所述终端控制器连接，用于根据所述检测控制信号测量所述待测渠道中的水位。
20.可选地，所述量水设施还包括：
21.摄像头，设置在所述横杆支架上，与所述终端控制器连接，用于获取所述薄壁堰的图像，并将图像发送至终端控制器。
22.可选地，所述量测水系统还包括：嵌入待测渠道的流量监测断面两边的第一轨道和第二轨道；
23.所述薄壁堰设置在所述第一轨道和所述第二轨道之间，所述薄壁堰通过所述第一轨道和所述第二轨道进行上下运动。
24.可选地，所述量测水系统还包括：
25.薄壁堰框架立杆，设置在待测渠道中对应所述薄壁堰的位置；
26.所述薄壁堰框架立杆的两侧分别开设第一通气孔和第二通气孔，且所述第一通气孔和所述第二通气孔均与所述薄壁堰相切。
27.可选地，所述第一通气孔和第二通气孔均与所述薄壁堰顶部的垂直距离为5mm。
28.可选地，所述量测水系统还包括：
29.封水槛，设置在待测渠道底部对应所述薄壁堰的位置；
30.第一封水板，底部与所述封水槛焊接，侧面与所述第一轨道焊接；
31.第二封水板，底部与所述封水槛焊接，侧面与所述第二轨道焊接。
32.可选地，所述量测水系统还包括：
33.电机，分别与所述终端控制器及所述丝杆升降机连接；
34.所述电机与所述丝杆升降机通过联轴器连接。
35.可选地，所述量测水系统还包括：
36.薄壁堰框架立杆，与所述薄壁堰焊接在一起；所述薄壁堰框架立杆在第一轨道和第二轨道中滑动，从而带动所述薄壁堰上下启闭。
37.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：通过丝杆提起或降下薄壁堰，不需量测水时，终端控制器通过丝杆升降机控制丝杆将薄壁堰提起，堰前淤积的泥沙即可直接被水流冲刷至堰板下游，量测水时，将薄壁堰降下，使渠道中的水流全部从堰顶通过，即可通过量水设施对待测渠道的水流量进行计量，从而可以很好的解决量测水时泥沙淤积对水位的测量准确性的影响。薄壁堰板在量测水时降下，冲砂时提起的研发设计方案可解决固定不动薄壁堰板对渠道水中漂浮物的阻滞影响，冲砂时提起薄壁堰板渠道水中漂浮物即可随水流冲至堰板下游，从而可消除因为薄壁堰板固定不动阻滞漂浮物在堰前堆积影响量测水精度需人工及时清除漂浮物的工作量。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明量测水系统的整体结构示意图；
40.图2为本发明量测水系统的详细结构示意图。
41.符号说明：
42.太阳能板
‑
1，太阳能板支架
‑
2，横杆支架
‑
3，雷达液位计
‑
4，摄像头
‑
5，控制柜
‑
6，电池
‑
7，电机
‑
8，终端控制器
‑
9，丝杆升降机
‑
10，控制柜安装底板
‑
11，联轴器
‑
12，丝杆
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13，第一上框架立杆
‑
14，第二上框架立杆
‑
15，第一轨道
‑
16，第二轨道
‑
17，待测渠道
‑
18，封水
槛
‑
19，薄壁堰
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20，拉筋挂板
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21，电机控制器
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22，4g路由器
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23，第一封水板
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24，第二封水板
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25，楔形紧固板
‑
26，行程开关
‑
27，薄壁堰框架横杆
‑
28，薄壁堰框架立杆
‑
29。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.本发明的目的是提供一种量测水系统，通过丝杆提起或降下薄壁堰，不需量测水时，终端控制器通过丝杆升降机控制丝杆将薄壁堰提起，堰前淤积的泥沙即可直接被水流冲刷至堰板下游，量测水时，将薄壁堰降下，使渠道中的水流全部从堰顶通过，即可通过量水设施对水流量进行计量，从而可以很好的解决量测水时泥沙淤积对水位的测量准确性的影响。同时也可解决因薄壁堰阻滞渠道水中漂浮物致使漂浮物在薄壁堰前堆积影响量测水精度的问题。渠道水中薄壁堰板在量测水时降下，冲砂时提起的研发设计方案可解决固定不动薄壁堰板对渠道水中漂浮物的阻滞影响，冲砂时提起薄壁堰板渠道水中漂浮物即可随水流冲至堰板下游，从而可消除因为薄壁堰板固定不动阻滞漂浮物在堰前堆积影响量测水精度需人工及时清除漂浮物的工作量。
45.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
46.如图1所示，本发明量测水系统包括：薄壁堰20、丝杆13、终端控制器9、丝杆升降机10以及量水设施。
47.具体地，所述薄壁堰20活动设置在待测渠道18的流量监测断面上。优选地，所述薄壁堰20为矩形薄壁堰。
48.所述丝杆13与所述薄壁堰20连接。具体地，丝杆13下端与薄壁堰20的框架横杆连接。
49.所述终端控制器9用于在测量水位时产生检测控制信号及启动控制信号，并在量水时间大于或等于设定的冲砂时间时产生关闭控制信号。
50.所述丝杆升降机10分别与所述丝杆13及所述终端控制器9连接，所述丝杆升降机10用于根据所述启动控制信号或关闭控制信号控制丝杆13的升降，进而带动薄壁堰20的升降。通过丝杆升降机10带动薄壁堰20整体的升降，渠道水流中携带的泥沙就会被急流挟带至量水设施下游，日常过水时量水设施测水断面不会产生淤积，进而提高测量水位的精度。
51.所述量水设施设置在待测渠道18的流量监测断面上对应所述薄壁堰20的位置，并与所述终端控制器9连接，所述量水设施用于根据所述检测控制信号测量待测渠道18中的水位。
52.直接将薄壁堰20做成可升降的，无需再添加其他的冲砂部件，结构更加简单，且对水流中漂浮物的行进无阻滞影响。
53.进一步地，所述量测水系统还包括：控制柜6、太阳能板支架2以及太阳能板1。
54.所述终端控制器9及所述丝杆升降机10均设置在所述控制柜6中；
55.所述太阳能板支架2固定在所述控制柜6上。
56.所述太阳能板1固定在所述太阳能板支架2的顶部。
57.可选地，所述量测水系统还包括控制柜安装底板11。所述控制柜安装底板11与第一上框架立杆14和第二上框架立杆15连接。两个框架起到支撑作用。
58.可选地，所述量测水系统还包括电池7。电池7分别与太阳能板1、终端控制器9、丝杆升降机10、量水设施连接。电池7为整个系统提供电源。电池7设置在控制柜6中。
59.具体地，所述量水设施包括：横杆支架3以及雷达液位计4。
60.所述横杆支架3固定在所述太阳能板支架2上，向待测渠道18的上游伸出。
61.所述雷达液位计4设置在所述横杆支架3的末端，与所述终端控制器9连接，所述雷达液位计4用于根据所述检测控制信号测量所述待测渠道18中的水位。通过雷达液位计4可精确测量量测水装置前的待测渠道的水位。
62.进一步地，所述量水设施还包括摄像头5。所述摄像头5设置在所述横杆支架3上，与所述终端控制器9连接，所述摄像头5用于获取所述薄壁堰20的图像，并将图像发送至终端控制器9。
63.可选地，所述量测水系统还包括云平台。所述终端控制器9与云平台连接，所述终端控制器9还用于将图像发送至云平台。云平台用于分析薄壁堰20的图像，检测薄壁堰20的运行状态，并在薄壁堰20、丝杆13或丝杆升降机10发生故障时，产生故障信息。及时提醒管理人员发生故障。
64.另外，所述雷达液位计4还用于将水位发送至终端控制器9或云平台。所述云平台还用于根据水位计算出相应的过水流量。
65.更进一步地，所述量测水系统还包括：嵌入待测渠道18的流量监测断面两边的第一轨道16和第二轨道17。
66.所述薄壁堰20设置在所述第一轨道16和所述第二轨道17之间，所述薄壁堰20通过所述第一轨道16和所述第二轨道17进行上下运动。在本实施例中，所述薄壁堰20镶嵌于第一轨道16和第二轨道17。第一轨道16和第二轨道17用来约束薄壁堰20的上下启闭，同时与薄壁堰20紧密配合，起到封水作用。
67.如图2所示，为了使水流过薄壁堰20堰顶时形成的水舌更清晰，所述量测水系统还包括薄壁堰框架立杆29。所述薄壁堰框架立杆29设置在待测渠道18中对应所述薄壁堰20的位置。
68.所述薄壁堰框架立杆29的两侧分别开设第一通气孔和第二通气孔，且所述第一通气孔和所述第二通气孔均与所述薄壁堰20相切。优选地，所述第一通气孔和第二通气孔均与所述薄壁堰20顶部的垂直距离为5mm。通气孔用于当水流从薄壁堰20顶部流过时，在薄壁堰20与水流之间与大气压相通，从而使得水流过薄壁堰20堰顶时形成清晰的水舌从堰顶射出。
69.所述薄壁堰框架立杆29与薄壁堰20焊接在一起。所述薄壁堰框架立杆29在第一轨道16和第二轨道17中进行滑动，从而带动薄壁堰20上下启闭。薄壁堰框架两侧立杆在第一轨道16和第二轨道17中进行滑动可以避免对渠道中水流流态的干扰，避免缩减水流通过的有效截面面积。
70.薄壁堰框架横杆28的两端与薄壁堰框架立杆29焊接，中间与丝杆13连接。
71.为了提高封水效果，所述量测水系统还包括封水槛19。所述封水槛19设置在待测
渠道18底部对应所述薄壁堰20的位置。所述封水槛19与第一轨道16和第二轨道17连接。所述封水槛19下端面与待测渠道18底部紧密接触。如果薄壁堰20完全落下与待测渠道18底部齐平时，待测渠道18底部的砂石会使薄壁堰20与待测渠道18底部形成缝隙，导致封水不严，通过实际运行观察，运行时，薄壁堰20落至封水槛19的上表面，可以起到良好的封水作用。
72.可选地，所述量测水系统还包括电机8。所述电机8分别与所述终端控制器9及所述丝杆升降机10连接。所述电机8与所述丝杆升降机10通过联轴器12连接。所述丝杆升降机10的横轴与所述联轴器12连接。所述联轴器12用于将电机8的动力传送至丝杆升降机10。
73.进一步地，所述量测水系统还包括拉筋挂板21。所述拉筋挂板21焊接在所述第一轨道16和所述第二轨道17外侧。所述拉筋挂板21用于挂接钢筋，起到固定整个结构的作用。
74.所述量测水系统还包括电机控制器22。所述电机控制器22分别与终端控制器9及电机8连接。所述电机控制器22用于驱动电机8运行。
75.所述量测水系统还包括4g路由器23。所述4g路由器23分别与所述终端控制器9及所述摄像头5连接，所述4g路由器23用于给终端控制器9及摄像头5提供通讯服务。
76.为了进一步避免渗漏，所述量测水系统还包括第一封水板24和第二封水板25。所述第一封水板24和所述第二封水板25底部均与所述封水槛19焊接，侧面与所述第一轨道16和所述第二轨道17焊接。当薄壁堰20顺着第一轨道16和第二轨道17关闭时，薄壁堰20外壁与第一封水板24和第二封水板25内壁紧密结合，起到封水作用。
77.所述量测水系统还包括楔形紧固板26。在本实施例中，所述楔形紧固板26的数量为两个，两个楔形紧固板的底部均距离封水槛90mm。两个楔形紧固板的内壁分别与所述第一封水板24和所述第二封水板25的内壁距离8.1mm。当薄壁堰开始关闭时，薄壁堰顺着第一封水板24和第二封水板25与两个楔形紧固板之间形成的空间滑动，楔形紧固板在此过程中起到导向和加紧作用。
78.以下本发明量测水系统的控制流程：
79.云平台通过4g网络与终端控制器9建立通讯，将操作指令发送至终端控制器9，终端控制器9根据操作指令通过控制电机8控制薄壁堰20的启闭，同时薄壁堰20的启闭状态以及雷达液位计4获取的水位信息可通过终端控制器9转发至云平台。云平台根据《水工建筑物与堰槽测流规范》以及水位计算获得待测渠道的瞬时流量和累计水量。
80.预先在云平台设定量测水时间以及冲砂时间，云平台判断是否到达量测水时间以及冲砂时间，当到达量测水时间时，向终端控制器9发送测量水位的指令，终端控制器9产生关闭控制信号控制电机8动作，电机8通过联轴器12控制丝杆升降机10的丝杆13向下旋转动作，丝杆13与薄壁堰20连接，当丝杆13向下旋转动作时，带动薄壁堰20向下关闭，当薄壁堰20关闭至封水槛19上端面停止时，进行量测水。当到达设定的冲砂时间后，向终端控制器9发送停止测量的指令，终端控制器9产生启动控制信号控制电机8动作，电机8通过联轴器12控制丝杆升降机10的丝杆13向上旋转动作，丝杆13与薄壁堰20连接，当丝杆13向上旋转动作时，带动薄壁堰20向上开启，当薄壁堰20开启至系统设定的高度后停止，进行冲砂。
81.另外，本发明量测水系统还包括行程开关27。还可以直接通过行程开关27产生相应的指令到终端控制器，进而控制薄壁堰和量水设施的运行。
82.在量测水时，薄壁堰20降下一定时间段内，雷达液位计4每隔以秒计的时间间隔内对薄壁堰20上游量测水断面的水位进行测量。
83.此外，本发明还可以调整标准断面行进段待测渠道18的底坡至陡坡，将过水流态调整为急流，增大过水流速。系统在自动降下薄壁堰20测量标准断面行进段过水流量一定时间段后，提起薄壁堰20，由标准断面行进段底坡调整至陡坡，形成的急流将因薄壁堰20降下淤积的泥沙全部冲至下游，从而避免因为薄壁堰20前的泥沙淤积影响系统测流的精度。
84.整个过程可在灌区灌溉周而复始的进行，也可根据需要由现场管理人员随时降下薄壁堰20测流或随时提起薄壁堰20冲沙。
85.本发明的量测水系统可根据不同渠道采用不同的量测水设施，不同类型的薄壁堰及相应规格的封水槛进行量测水。为预防量测水设施前泥沙淤积影响量测水精度的问题出现，提出在量测水设施薄壁堰可升降的解决方案，通过信息化智能远程控制技术，系统通过雷达或超声波等水位量测设备智能化读取薄壁堰测水断面的水位，再由系统智能化计算出相应的过水流量。通过智能化量测水系统、量测水标准行进断面底坡的调整及量测水设施可升降等方法的结合，即可实现防淤积无渗漏智能化准确的量测灌区配水水量。
86.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，也应在本发明的保护范围之内。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。