[发明专利]一种灌溉支渠流量自动测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，包括外壳（1）和支撑座（2），所述支撑座（2）固定安装在外壳（1）内部，用于安装内部部件；

所述支撑座（2）上设有至少两组滑道（3），每组滑道（3）均安装有滑块（4），所述滑块（4）上设有可上下伸展及压缩的叉臂伸缩装置（5），所述叉臂伸缩装置（5）通过滑块（4）可在滑道（3）上滑动；

所述叉臂伸缩装置（5）上沿竖直方向上连接有导杆（6），用于带动安装在导杆（6）上的载物沿竖直方向上运动；

所述导杆（6）上依次设有旋浆流速仪（7）和泥位计（8）。

2.如权利要求1所述的一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，可上下伸展及压缩的叉臂伸缩装置（5）通过设置在支撑座（2）上的驱动机构（9）实现的。

3.如权利要求2所述的一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，所述驱动机构（9）由固定安装在支撑座（2）顶端的驱动电机（901）、与驱动电机（901）驱动端连接的卷扬轮（902）及一端固定在卷扬轮（902）上且卷腹在卷扬轮（902）上的钢丝绳（903）构成的；

所述钢丝绳（903）另一端与所述叉臂伸缩装置（5）下端固定连接。

4.如权利要求3所述的一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，所述卷扬轮（902）上连接有电磁制动器（10），用于锁死或固定住驱动电机（901）转轴。

5.如权利要求4所述的一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，还包括有角度传感器（12），所述电磁制动器（10）通过联轴器（11）与所述角度传感器（12）相连，可与所述卷扬轮（902）同步转动，可实时监测所述叉臂伸缩装置（5）的伸展状态。

6.如权利要求1所述的一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，所述支撑座（2）下方侧面还固定有水位传感器（13）。

7.如权利要求1所述的一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，还包括有电路板（14）,所述电路板（14）固定在所述支撑座（2）上，电路板（14）是以MCU微控制器为核心的嵌入式系统,用于控制整个灌溉支渠流量自动测量装置的运行。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，该自动测量装置固定安装在横跨支渠断面的安装立杆支架（15）上。

9.如权利要求1-7任意一项所述的一种灌溉支渠流量自动测量装置，其特征在于，该自动测量装置可用与其一并安装的太阳能充电装置（16），进行供电。

10.一种灌溉支渠流量自动测量方法，其特征在于，包括利用权利要求1-7任意一项所述的灌溉支渠流量自动测量装置进行的测量步骤：

步骤一、MCU从FLASH中读取站点渠道断面配置参数，包括渠道宽度、边坡系数、渠底高度、安装高度、流速系数、稳流时间等，根据工作模式选择测量方式；

步骤二、读取外围传感器及IO口数据，判断当前状态是否满足测量条件，如果满足，则继续下一步，如果不满足，则上传警告信息，并退出测量流程；

步骤三、读取水位值，计算当前水位高程；

步骤四、控制电机转动，下放叉臂结构，同时实时记录叉臂下放高度；

步骤五、当泥位计触发时，停止电机转动，记录当前叉臂下放高度，根据渠底高程计算淤积厚度及水深；

步骤六、根据当前水深，计算流速测量位置高度，控制电机带动叉臂运动到目标位置；

步骤七、清空流速仪计数值，重新启动流速仪计数，并启动定时器；

步骤八、定时时间到，计算流速仪计数值，并根据流速仪参数计算流速值；

步骤九、根据分层流速测量参数，确定下一个流速测量位置，并控制电机带动叉臂运动到目标位置；

步骤十、当所有分层流速测量完毕，控制电机带动叉臂收回流速仪；

步骤十一、MCU根据分层流速值、水深值、渠道宽度、边坡系数等计算断面流量；

步骤十二、MCU将计算结果存入存储器，并根据需要将测量结果发送到上位机。