CN106567826A - 一种智能化计量灌溉水泵和水泵的定量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化计量灌溉水泵和水泵的定量控制方法，该定量控制方法包括：配置步骤：输入灌溉用量；采集步骤：实时检测水源的实时水位，在水泵启动后时记录实时水位对应的水泵工作时间；以及控制步骤：根据水泵额定排量、实时水位、以及所述实时水位对应的水泵工作时间，对水泵的启停进行控制，并在水泵工作时间累积达到所述灌溉用量对应的工作时间时使水泵停止工作。本发明对实时水位和实时水位对应的水泵工作时间进行采集，控制水泵的启动动作，解决了水源用完、而灌溉用量没有完成造成的计量错误问题,同时获得的数据可用于水源的资源统计。

Description

一种智能化计量灌溉水泵和水泵的定量控制方法

技术领域

本发明涉及一种智能化计量灌溉水量泵及其控制方法。

背景技术

灌溉水资源日渐短缺，节水灌溉提到了议事日程。灌溉计量泵是节水灌溉的关键设备，通过流量计等实现计量功能。

随着水源例如河流、湖泊、沟渠、机井的水量减少和地下水位的降低，水泵很难一次性工作而达到需要的灌溉用量，中间需要停歇等待水位补充例如机井中的泉眼补充，需要水泵反复工作多次才能达到灌溉用量，如此给灌溉用水计量和水泵控制带来难度。

因而，有必要提供一种灌溉水泵定量控制方法，以适应多种类型水源的灌溉用水计量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化计量灌溉水泵，以适应多种类型水源的灌溉用水计量。

本发明的目的还在于提供一种水泵灌溉定量控制方法，以适应多种类型水源的灌溉用水计量。

为此，本发明一方面提供了一种水泵的定量控制方法，包括配置步骤：输入灌溉用量；采集步骤：实时检测水源的实时水位，在水泵启动后时记录实时水位对应的水泵工作时间；以及控制步骤：根据水泵额定排量、实时水位、以及实时水位对应的水泵工作时间，对水泵的启停进行控制，并在水泵工作时间累积达到灌溉用量对应的工作时间时使水泵停止工作。

进一步地，上述控制步骤包括：若实时水位对应的水泵工作时间达到灌溉用量对应的工作时间，则使水泵停止；以及若实时水位达到停机预定水位时水泵工作时间小于灌溉用量对应的水泵工作时间，则使水泵暂停、并计算水泵重新启动时的恢复水位，当实时水位满足恢复水位时控制水泵重新启动，并在水泵工作时间累积达到灌溉用量对应的工作时间时使水泵停止工作。

进一步地，上述采集步骤包括：利用设置在水泵入水口附近的水压传感器检测实时水压，并将实时水压换算为水源的实时水位。

进一步地，上述水泵的定量控制方法还包括：读卡步骤：读取计费卡中的灌溉总量，作为水泵的灌溉用量的上限值；结算步骤：将扣除实时灌溉量的数据实时写入计费卡中。

进一步地，上述水泵的定量控制方法还包括第一统计步骤：根据实时水位、实时水位对应的水泵工作时间实时输出实时水位对应的容积数据。

进一步地，上述水泵的定量控制方法还包括第二统计步骤：在实时水位达到停机水位时使水泵暂定并计时，检测水源的实时水位和实时水位对应的恢复时间；以及实时输出实时水位和实时水位对应的恢复时间数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种计量灌溉水泵，包括水泵和定量控制系统，定量控制系统包括：配置模块，用于设定水泵的工作模式；采集模块，用于实时检测水源的实时水位，并在水泵启动后时记录实时水位对应的水泵工作时间；以及控制模块，用于根据工作模式、实时水位、以及所述实时水位对应的水泵工作时间，对水泵的启停工作进行控制。

进一步地，上述采集模块包括压力传感器，并用于采集到的水压计算实时水位。

进一步地，上述控制模块包括控制器和由控制器控制的水泵启停继电器。

根据本发明的定量控制方法，对实时水位和实时水位对应的水泵工作时间进行采集，控制水泵的启动动作，解决了水源用完、而灌溉用量没有完成造成的计量错误问题，本发明的水泵不局限于农业灌溉用途，还可作为工业计量水泵使用。同时，该定量控制方法获得的数据可用于水源的资源统计。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的水泵的定量控制方法的流程图；

图2是根据本发明另一实施例的水泵的定量控制方法的流程图；

图3是根据本发明又一实施例的水泵的定量控制方法的流程图；

图4是根据本发明一实施例的水泵的定量控制方法的流程图；以及

图5是根据本发明的计量灌溉水泵的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1至图5示了根据本发明的一些实施例。

如图1所示，水泵的定量控制方法包括以下步骤：

配置步骤S11：输入灌溉用量。在该步骤中，灌溉用量的输入为灌溉吨位，例如50吨、100吨，该步骤优选还包括停机预定水位的设定。该停机预定水位根据水源类型进行更改，例如针对机井的停机预定水位，则要考虑防止水位下降剧烈造成水管涌沙等，针对池塘、湖泊等水源，不需要考虑停机预定水位，然而考虑到生态保护，也可设置停机预定水位。

采集步骤S13：实时检测水源的实时水位，在水泵启动后时记录实时水位对应的水泵工作时间。

在该步骤中，实时水位由压力传感器采集，该压力传感器附着在泵体的进水口附近。水泵工作时间的记录可通过供电时间的记录实现。当然，该实时水位一般具有小范围的波动(主要由波浪引起)，然而不影响灌溉计算，灌溉用量计算精确到立米即可。

优选地，针对池塘、沟渠、湖泊等自然水源，水泵上设置三个压力传感器，在水泵进水口附近等间隔地环绕所述壳体外周，当三个传感器均有压力检测值时数据有效，并以检测值最小的作为实时水位的换算数据，当三个传感器有一个压力检测值等于大气压时，判定实时水位为0cm，如此，解决了不同安装姿态的水泵检测到的压力检测值不相同的问题。

控制步骤S15：根据水泵额定排量、实时水位、以及所述实时水位对应的水泵工作时间，对水泵的启停进行控制，并在水泵工作时间累积达到所述灌溉用量对应的工作时间时使水泵停止工作。

在该步骤中，假定水泵在工作中均按照额定排量工作，不受水源、供电干扰等因素干扰，在灌溉用量的计算中，按照额定排量计算灌溉用量偏差可接受，而采用流量计来精确计算灌溉用量，在实际的农田灌溉用水工作中显得没有必要，利用水泵额定排量*工作时间得到水泵的抽水量完全满足要求，也即无需为计量而专门设置流量传感器，该假定在本发明中是能够接受的。

根据本发明的定量控制方法，对实时水位和实时水位对应的水泵工作时间进行采集，控制水泵的启动动作，解决了水源用完、而灌溉用量没有完成造成的计量错误问题。同时，该定量控制方法获得的数据可用于水源的资源统计，例如水源深度-容积分布数据、水源深度-容积恢复速度分布数据的统计。

在一实施例中，给出了一种较佳的水泵启停控制方案，上述控制步骤S15包括：若实时水位对应的水泵工作时间达到灌溉用量对应的工作时间，则使水泵停止；若实时水位达到停机预定水位或触发停机开关时水泵工作时间小于所述灌溉用量对应的水泵工作时间，则使水泵暂停、并计算水泵重新启动时的恢复水位，当实时水位满足恢复水位时控制水泵重新启动，当累积的水泵工作时间达到灌溉用量对应的工作时间时使水泵停止。

例如灌溉用量为200吨，实时水位达到预定水位时抽水量累积为80吨，则水位的一次恢复不能满足灌溉用量的要求，需要水位的二次恢复，第一次恢复水位可选择为略低于水源的初始水位的水位值(随着时间延长恢复速度会降低，为兼顾效率，无需恢复至水源的初始水位)，当第二次达到预定水位时抽水量累积为80吨，则第三次恢复水位对应于40吨水对应的实时水位，该水位可由实时水位-容积分布数据确定。

在本实施例中，根据实时水位的水泵工作时间和灌溉用量对应的(折算)的工作时间的大小关系，确定是否需要水位恢复，若需要则暂定等待，该暂定等待是有意义的，作为机井水源，机井的涌水量是机井是否优质的一个重要指标，在停机时实时检测水位及其恢复时间、结合之前检测的实时水位和实时水位对应的水泵工作时间数据，进而实现机井涌水量的测定。

在一实施例中，如图2所示，上述定量控制方法还包括读卡步骤S10：读取计量卡中的灌溉总量，作为水泵的灌溉用量的上限值；结算步骤S17：将扣除实时灌溉量的数据实时写入计量卡中。

在本实施例中，实现了水泵的计量使用方案，对于紧张的灌溉水资源来说，水资源的计量使用，方便水资源的管理，防止水资源的滥用和无序使用。

在一实施例中，如图3所示，上述定量控制方法还包括第一统计步骤S19：根据实时水位、实时水位对应的水泵工作时间实时输出水源深度-容积分布数据。

在本实施例中，在水泵的抽水使用过程中，实现了水源深度-容积分布数据的采集，该数据也是机井水源是否优质的一个重要指标。

作为水资源普查用途，只需将输入灌溉用量设置成远远大于水源容积即可，当采集到停机预定水位对应的实际灌溉用量时，将灌溉用量设置成该实时灌溉用量的二倍以上即可，从而可采集到水源深度-容积分布数据、水源深度-容积恢复速度分布数据。

本发明还提供了一种双工作模式水泵的定量控制方法，如图4所示，包括：设定工作模式的步骤S30，其中，所述工作模式包括定量灌溉模式和资源普查模式，确定是否进入定量灌溉模式的步骤S31，若进入定量灌溉模式，则依次执行步骤S33、S35和S37，这些步骤与采用上述图2中的步骤S11、S13和S15相同，否则执行步骤S32：进入资源普查模式，其采用以下步骤完成：第一采集步骤S34：实时检测水源的实时水位，在水泵启动后时记录实时水位对应的水泵工作时间；第二采集步骤S36：在实时水位达到停机水位时使水泵暂定并计时，采集水源的实时水位和实时水位对应的恢复时间；以及统计步骤S38：根据实时水位和实时水位对应的恢复时间实时输出水源深度-容积恢复速度分布数据。

根据本发明的上述双工作模式的水泵，具有定量灌溉用途和资源普查双用途，拓宽了水泵的应用前景。

如图5所示，计量灌溉水泵，包括水泵10和定量控制系统，所述定量控制系统包括：配置模块20，用于设定水泵的工作模式，所述工作模式和设定水泵的灌溉用量；采集模块30，用于实时检测水源的实时水位，并在水泵启动后时记录实时水位对应的水泵工作时间；以及控制模块40，用于根据工作模式、实时水位、以及所述实时水位对应的水泵工作时间，对水泵的启停工作进行控制，以累积达到灌溉用量对应的工作时间。

优选地，采集模块包括压力传感器，并用于采集到的水压计算实时水位。

优选地，控制模块包括控制器和由控制器控制的水泵启停继电器，水泵工作计时由控制器完成。

根据本发明的计量灌溉水泵，对实时水位和实时水位对应的水泵工作时间进行采集，来控制水泵的启动动作，解决了水源用完、而灌溉用量没有完成造成的计量错误问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水泵的定量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

配置步骤：输入灌溉用量；

采集步骤：实时检测水源的实时水位，在水泵启动后时记录实时水位对应的水泵工作时间；以及

控制步骤：根据水泵额定排量、实时水位、以及所述实时水位对应的水泵工作时间，对水泵的启停进行控制，并在水泵工作时间累积达到所述灌溉用量对应的工作时间时使水泵停止工作。

2.根据权利要求1所述的水泵的定量控制方法，其特征在于，所述控制步骤包括：

若实时水位对应的水泵工作时间达到灌溉用量对应的工作时间，则使水泵停止；以及

若实时水位达到停机预定水位时水泵工作时间小于所述灌溉用量对应的水泵工作时间，则使水泵暂停、并计算水泵重新启动时的恢复水位，当实时水位满足恢复水位时控制水泵重新启动，并在水泵工作时间累积达到所述灌溉用量对应的工作时间时使水泵停止工作。

3.根据权利要求2所述的水泵的定量控制方法，其特征在于，所述采集步骤包括：利用设置在水泵入水口附近的水压传感器检测实时水压，并将实时水压换算为水源的实时水位。

4.根据权利要求1所述的水泵的定量控制方法，其特征在于，还包括：

读卡步骤：读取计费卡中的灌溉总量，作为水泵的灌溉用量的上限值；

结算步骤：将扣除实时灌溉量的数据实时写入计费卡中。

5.根据权利要求1所述的水泵的定量控制方法，其特征在于，还包括第一统计步骤：

根据实时水位、实时水位对应的水泵工作时间实时输出实时水位对应的容积数据。

6.根据权利要求1所述的水泵的定量控制方法，其特征在于，还包括第二统计步骤：

在实时水位达到停机水位时使水泵暂定并计时，检测水源的实时水位和实时水位对应的恢复时间；以及

实时输出实时水位和实时水位对应的恢复时间数据。

7.一种计量灌溉水泵，包括水泵和定量控制系统，其特征在于，所述定量控制系统包括：

配置模块，用于设定水泵的工作模式；

采集模块，用于实时检测水源的实时水位，并在水泵启动后时记录实时水位对应的水泵工作时间；以及

控制模块，用于根据工作模式、水泵额定排量、实时水位、以及所述实时水位对应的水泵工作时间，对水泵的启停工作进行控制。

8.根据权利要求7所述的计量灌溉水泵，其特征在于，所述采集模块包括压力传感器，并用于采集到的水压计算实时水位。

9.根据权利要求7所述的计量灌溉水泵，其特征在于，所述控制模块包括控制器和由控制器控制的水泵启停继电器。