[发明专利]一种灌溉支渠流量自动测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种灌溉支渠流量自动测量装置及其测量方法，集成流速仪、水位仪、泥位计、叉臂式升降结构、嵌入式系统，发明了综合水位、分层流速、淤积等多种要素的自动化渠道断面测量系统，实现了灌溉支渠断面的定点自动分层测量，结合断面流量计算方法，实现了断面流量的全自动测量。实现了窄渠断面流量的精确计量。

技术领域

本发明涉及水利测量技术领域，尤其是涉及一种灌溉支渠流量自动测量装置及其测量方法。

背景技术

灌区量水一直是我国水利量测的重要方面，针对管涵、明渠目前已有多种量水方法，在明渠量水方法中，堰槽法、水位差法、超声法、流速仪垂线法等方法均有其特定的应用场景及适用条件，在对量水精度要求不高，监测断面较少的情况下，以上方法基本可以满足实际需要，然而针对断面宽度较窄的支渠流量测量，尚存在传统方法费时费力、投资大、精度低等缺点，较难满足大量支渠量水需要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种灌溉支渠流量自动测量装置及其测量方法，解决了由于现有技术中缺乏针对断面宽度较窄的支渠流量测量，尚存在传统方法费时费力、投资大、精度低等缺点，较难满足大量支渠量水需要的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的其中一个技术方案是：一种灌溉支渠流量自动测量装置，包括外壳和支撑座，所述支撑座固定安装在外壳内部，用于安装内部部件；

所述支撑座上设有至少两组滑道，每组滑道均安装有滑块，所述滑块上设有可上下伸展及压缩的叉臂伸缩装置，所述叉臂伸缩装置通过滑块可在滑道上滑动；

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

所述导杆上依次设有旋浆流速仪和泥位计。

进一步的，可上下伸展及压缩的叉臂伸缩装置通过设置在支撑座上的驱动机构实现的。

进一步的，所述驱动机构由固定安装在支撑座顶端的驱动电机、与驱动电机驱动端连接的卷扬轮及一端固定在卷扬轮上且卷腹在卷扬轮上的钢丝绳构成的；

所述钢丝绳另一端与所述叉臂伸缩装置下端固定连接。

进一步的，所述卷扬轮上连接有电磁制动器，用于锁死或固定住驱动电机转轴。

进一步的，还包括有角度传感器，所述电磁制动器通过联轴器与所述角度传感器相连，可与所述卷扬轮同步转动，可实时监测所述叉臂伸缩装置的伸展状态。

进一步的，所述支撑座下方侧面还固定有水位传感器。

进一步的，还包括有电路板,所述电路板固定在所述支撑座上，电路板是以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。

本发明提出的其中另一个技术方案是：一种灌溉支渠流量自动测量方法，其特征在于，包括利用上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；