CN102359093A - 一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门，属于新能源物联网应用技术领域。风力发电机输出的电流通过导电线输入分流器，从分流器输出的电流通过导电线输入电动机和流量传感器提供工作用电。流量传感器感受水体流量的变化、并转换成电信号，由安装在流量传感器上的发射天线甲将电信号发送到空中，节水调配中心的接收天线乙接收到电信号后，输入计算机处理器乙结合稻田需水数据进行处理、得出节水方案，科技人员在显示器上确认节水方案后，由安装在节水调配中心上的发射天线乙发出供水指令，安装在灌溉水闸上的接收天线甲接收到电信号后，输入计算机处理器甲进行处理、并调控电动机按照节水方案提闸放水，进行节水灌溉。

Description

一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门

技术领域

本发明涉及一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门，属于新能源物联网应用技术领域。

背景技术

地球的表面有70.8％的面积为水所覆盖，咸水占全部水资源的97.5％，人类不能饮用咸水，也不能用咸水浇灌水稻、玉米等农作物。淡水资源只占全部水资源的2.5％，南北两极冰盖、高山冰川和永冻地带的冰雪占全部淡水资源2.5％中的87％。人类实际能够利用的淡水资源仅占地球总水量的0.26％，主要是江河湖泊和一部分地下水。全世界的淡水资源的分布不均匀，大部分淡水资源集中在10个国家，有80个国家和地区严重缺水。一些人不知道珍惜宝贵的淡水资源，任意往江河湖泊排放污水，许多淡水资源的污染已相当严重。

本项专利的发明人缪同春曾经在国营农场、部队农场、油田农场从事水稻种植技术工作二十年。农场里成千上万亩水稻田间分布着干渠、支渠、毛渠等灌溉渠道，在这些灌溉渠道中建造有一座又一座大小不等的灌溉水闸来控制和分配渠道中的水流。农场派管水员沿着灌溉渠道日夜巡逻，并根据每块稻田里的稻田水层和水稻生长情况来管理灌溉水闸的闸门的升降，农田节水不节水，全部靠人工掌握闸门来调控。缪同春清楚记得：有一次，某国营农场派了一名工人通夜管理灌溉渠道中的三座水闸，由于天气干旱，稻田急需灌水，用柴油机为动力的抽水机站整夜从蓄水池向高处抽水，哗哗的水流从抽水机的出水管流进灌溉渠道，可是这位工人入夜后、因农忙季节连续上夜班十分疲劳，竟躺在灌溉渠道旁的空地上呼呼大睡，由于通往水稻田的闸门关着，水流不进稻田，而通向排水渠的闸门开着，水流又流回到与排水渠相通的蓄水池。结果是：抽了一整夜的水，耗用两大桶柴油，水没有流进稻田，又流回到蓄水池。农场里由于闸门陈旧、简陋又没有管好，浪费水资源的事还有很多。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，采用一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门来掌控灌溉渠道22中的水流量。由于农场里的灌溉水闸6分散建造在灌溉渠道22中，彼此距离远；流量传感器13工作时的耗电量小，所以，从外接供电源拉接供电线到灌溉水闸6既不经济，也不安全。只需在灌溉水闸6上安装一台功率为1000W～5000W的风力发电机9，风力吹动叶片8快速旋转、带动风力发电机9产生电流，从风力发电机9输出的电流通过导电线11输入分流器12，从分流器12输出的大部分电流通过导电线11输入电动机3、计算机处理器甲2、接收天线甲1提供工作用电，从分流器12输出的小部分电流输入流量传感器13和发射天线甲14提供工作用电。当流量传感器13的感应元件感受闸门5下的出水流15的出水流物理量的变化、并将出水流物理量的变化转换成电信号，由安装在流量传感器13上的发射天线甲14将电信号发射到空中，接收天线乙16接收到电信号后，将电信号输入计算机处理器乙17进行处理，同时结合稻田的需水情况制订出节水方案，节水方案在显示器18上显示出来后，由科技人员进行确认无误后，由安装在节水调配中心19上的发射天线乙20将节水方案的电信号发送到空中，节水调配中心19有自备电源，供应各个部件的工作用电。安装在灌溉水闸6上的接收天线甲1接收到电信号后，将节水方案的电信号输入计算机处理器甲2进行处理，并由计算机处理器甲2通过电动机3调控闸门5的提闸放水，对闸门5的供水实行精确的节水供应。

2011年9月28日的‘中国知识产权报’的文章‘无线传感器网络改变未来世界’中指出：‘此前几乎默默无闻的无线传感器网络产业悄然兴起，其专利布局的争夺战已经打响，这个依赖于技术创新的新兴产业发展迅速，正在深刻地改变着产业格局和人们的生活。’本发明就是要在无线传感器网络的专利布局中争得一席之地。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

由接收天线甲1、计算机处理器甲2、电动机3、闸门升降杆4、闸门5、灌溉水闸6、闸门横梁7、叶片8、风力发电机9、风电支柱10、导电线11、分流器12、流量传感器13、发射天线甲14、出水流15、接收天线乙16、计算机处理器乙17、显示器18、节水调配中心19、发射天线乙20、进水流21、灌溉渠道22共同组成一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门；

在进水流21和出水流15的中间建造灌溉水闸6，在灌溉水闸6的闸门横梁7的下方安装闸门升降杆4、在闸门升降杆4上安装闸门5，在闸门5的水面处安装流量传感器12；在闸门横梁7的上方安装电动机3，在电动机3的上方安装计算机处理器甲2，在计算机处理器甲2上安装接收天线甲1；在灌溉水闸6的附近安装节水调配中心19，在节水调配中心19上安装发射天线乙20和显示器18，在显示器18上安装计算机处理器乙17，在计算机处理器乙17上安装接收天线乙16；从灌溉水闸6往上的上游是进水流21，从灌溉水闸6向下的下游是出水流15，灌溉渠道21里的水流包括进水流21和出水流15；

风力发电机9通过导电线11与分流器12连结，分流器12通过导电线11与流量传感器13、发射天线14连结，分流器12通过导电线11与电动机3连接；节水调配中心19通过内置导电线与显示器18连接，显示器18通过内置导电线与计算机处理器乙17连接。

流量传感器13是霍尔流量传感器或水流传感器或液体涡轮流量传感器。

风力发电机9是垂直轴式风力发电机或水平轴式风力发电机。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

风力发电机输出的电流通过导电线输入分流器，从分流器输出的电流通过导电线输入电动机和流量传感器提供工作用电。流量传感器感受水体流量的变化、并转换成电信号，由安装在流量传感器上的发射天线甲将电信号发送到空中，节水调配中心的接收天线乙接收到电信号后，输入计算机处理器乙结合稻田需水数据进行处理、得出节水方案，科技人员在显示器上确认节水方案后，由安装在节水调配中心上的发射天线乙发出供水指令，安装在灌溉水闸上的接收天线甲接收到电信号后，输入计算机处理器甲进行处理、并调控电动机按照节水方案提闸放水，进行节水灌溉。

由接收天线甲1、计算机处理器甲2、电动机3、闸门升降杆4、闸门5、灌溉水闸6、闸门横梁7、叶片8、风力发电机9、风电支柱10、导电线11、分流器12、流量传感器13、发射天线甲14、出水流15、接收天线乙16、计算机处理器乙17、显示器18、节水调配中心19、发射天线乙20、进水流21、灌溉渠道22共同组成一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门；

在进水流21和出水流15的中间建造灌溉水闸6，在灌溉水闸6的闸门横梁7的下方安装闸门升降杆4、在闸门升降杆4上安装闸门5，在闸门5的水面处安装流量传感器12；在闸门横梁7的上方安装电动机3，在电动机3的上方安装计算机处理器甲2，在计算机处理器甲2上安装接收天线甲1；在灌溉水闸6的附近安装节水调配中心19，在节水调配中心19上安装发射天线乙20和显示器18，在显示器18上安装计算机处理器乙17，在计算机处理器乙17上安装接收天线乙16；从灌溉水闸6往上的上游是进水流21，从灌溉水闸6向下的下游是出水流15，灌溉渠道21里的水流包括进水流21和出水流15；

风力发电机9通过导电线11与分流器12连结，分流器12通过导电线11与流量传感器13、发射天线14连结，分流器12通过导电线11与电动机3连接；节水调配中心19通过内置导电线与显示器18连接，显示器18通过内置导电线与计算机处理器乙17连接。

流量传感器13是霍尔流量传感器或水流传感器或液体涡轮流量传感器。

风力发电机9是垂直轴式风力发电机或水平轴式风力发电机。

许多农场的灌溉渠道22中的灌溉水闸6由于设备陈旧、简陋，不能满足建设社会主义新农村大力发展节水农业的需求。在水稻产区推广本发明能有效节省淡水资源、增产大量的稻谷。风力吹动叶片8快速旋转、带动风力发电机9产生电流，电流通过导电线11输入分流器12，从分流器12输出的小部分电流通过导电线11输入流量传感器13，流量传感器13安装在闸门5的下边水面处，流量传感器13的下半部浸没在闸门5的下方的出水流15中，其中的感应元件感受到出水流15的出水流物理量的变化，流量传感器13的上半部暴露在水面以上的空气中，其中的转换元件将出水流物理量的变化转换成电信号，由安装在流量传感器13的上顶部的发射天线甲14将电信号发送到空中，接收天线乙16接收到电信号后，将电信号输入计算机处理器乙17进行处理，结合水稻生长需水情况得出节水方案，科技人员在显示器18上审核并确认节水方案无误后，操纵节水调配中心19通过发射天线20将节水方案电信号发送到空中，灌溉水闸6上的接收天线甲1接收到节水方案电信号后，将节水方案电信号输入计算机处理器甲2，由计算机处理器甲2进行处理，并通过调控电动机3、闸门升降杆4和闸门5来实施节水方案。从分流器12输出的大部分电流用于向电动机3、计算机处理器2和发射天线甲1提供工作用电。

现举出实施例如下：

实施例一

垂直轴式风力发电机输出的电流通过导电线输入分流器，从分流器输出的电流通过导电线输入电动机和霍尔流量传感器提供工作用电。霍尔流量传感器感受水体流量的变化、并转换成电信号，由安装在霍尔流量传感器上的发射天线甲将电信号发送到空中，节水调配中心的接收天线乙接收到电信号后，输入计算机处理器乙结合稻田需水数据进行处理、得出节水方案，科技人员在显示器上确认节水方案后，由安装在节水调配中心上的发射天线乙发出供水指令，安装在灌溉水闸上的接收天线甲接收到电信号后，输入计算机处理器甲进行处理、并调控电动机按照节水方案提闸放水，进行节水灌溉。

实施例二

水平轴式风力发电机输出的电流通过导电线输入分流器，从分流器输出的电流通过导电线输入电动机和液体涡轮流量传感器提供工作用电。液体涡轮流量传感器感受水体流量的变化、并转换成电信号，由安装在液体涡轮流量传感器上的发射天线甲将电信号发送到空中，节水调配中心的接收天线乙接收到电信号后，输入计算机处理器乙结合稻田需水数据进行处理、得出节水方案，科技人员在显示器上确认节水方案后，由安装在节水调配中心上的发射天线乙发出供水指令，安装在灌溉水闸上的接收天线甲接收到电信号后，输入计算机处理器甲进行处理、并调控电动机按照节水方案提闸放水，进行节水灌溉。

Claims (3)

1.一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门，其特征是，由接收天线甲(1)、计算机处理器甲(2)、电动机(3)、闸门升降杆(4)、闸门(5)、灌溉水闸(6)、闸门横梁(7)、叶片(8)、风力发电机(9)、风电支柱(10)、导电线(11)、分流器(12)、流量传感器(13)、发射天线甲(14)、出水流(15)、接收天线乙(16)、计算机处理器乙(17)、显示器(18)、节水调配中心(19)、发射天线乙(20)、进水流(21)、灌溉渠道(22)共同组成一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门；

在进水流(21)和出水流(15)的中间建造灌溉水闸(6)，在灌溉水闸(6)的闸门横梁(7)的下方安装闸门升降杆(4)、在闸门升降杆(4)上安装闸门(5)，在闸门(5)的水面处安装流量传感器(12)；在闸门横梁(7)的上方安装电动机(3)，在电动机(3)的上方安装计算机处理器甲(2)，在计算机处理器甲(2)上安装接收天线甲(1)；在灌溉水闸(6)的附近安装节水调配中心(19)，在节水调配中心(19)上安装发射天线乙(20)和显示器(18)，在显示器(18)上安装计算机处理器乙(17)，在计算机处理器乙(17)上安装接收天线乙(16)；从灌溉水闸(6)往上的上游是进水流(21)，从灌溉水闸(6)向下的下游是出水流(15)，灌溉渠道(21)里的水流包括进水流(21)和出水流(15)；

风力发电机(9)通过导电线(11)与分流器(12)连结，分流器(12)通过导电线(11)与流量传感器(13)、发射天线(14)连结，分流器(12)通过导电线(11)与电动机(3)连接；节水调配中心(19)通过内置导电线与显示器(18)连接，显示器(18)通过内置导电线与计算机处理器乙(17)连接。

2.根据权利要求1所述的一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门，其特征是，所述的流量传感器(13)是霍尔流量传感器或水流传感器或液体涡轮流量传感器。

3.根据权利要求1所述的一种带风力发电系统向流量传感器供电的节水闸门，其特征是，所述的风力发电机(9)是垂直轴式风力发电机或水平轴式风力发电机。

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