CN110318455B - 一种恒流量排水控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒流量排水控制方法及控制系统，其中，所述控制方法包括监测启闭闸门处的液位高度，并获得液位高度数据；根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积；调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于所述理论过流面积；本发明所提供的恒流量排水控制方法，可以对排水流量实现精确、稳定的控制，而恒流量排水控制系统，不仅结构紧凑，安装方便，成本低，而且响应速度快、且不容易出现堵塞及密封失效的问题。

Description

一种恒流量排水控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及给排水技术领域，具体涉及一种根据液位高度控制闸门开度的恒流量排水控制方法及控制系统。

背景技术

在排水工程中，蓄水池、过流廊道中的水体需通过后端管网排至处理系统(如污水处理厂等)或自然水体，但由于降雨、管道阻塞等原因，待排水体的水量会发生较大变化，如突下暴雨时，如果直接排入后端管网，会造成管网压力突变、水量激增，对处理系统也有较大的冲击负荷；如果后端排水管网水量过大，也可能会由排口倒灌至蓄水池或过流廊道。

现有技术中，通常需要在蓄水池、过流廊道的排口位置处设置流量控制装置，通过流量控制装置控制进入后端排水管网的水量；然而，现有的流量控制装置，通常是根据流量计所监测的排水管道中的实际流量为基础进行控制的，即通过监测下游流量的改变再调节流量控制装置中闸门的开度，从而实现对流量的控制，这种控制方式比较滞后，只能在监测到下游流量改变后才能控制闸门的开度(属于反馈控制)，且现有的流量控制装置通常采用浮力或电力驱动，采用驱动的流量控制装置，闸门泄漏量较大、无法防倒灌；采用电力驱动的流量控制装置，通常体积大、防腐性能低、对防水的要求高，不适应井下环境；此外，现有的流量控制装置在实际应用过程中通常还存在一些问题，1、使用现有的流量控制装置，通常需要在排水管道(与排口相连)中设置用于进行流量监测的流量计，而流量计通常需要在满管的状态下才能正常工作(或只有在满管的状态下测得的数据才比较准确)，从而使得非满管状态下无法控制或精确控制排水流量；2、在排水管道中安装流量计通常比较困难，尤其是在地下管网中增加流量计更加困难；3、在实际使用过程中，现有的流量控制装置中，水中的杂物非常容易卡在闸门处或堵塞闸门而无法自动清除，从而导致闸门的密封容易失效、容易出现卡机的情况，使得流量控制装置的运行可靠性大大降低；4、安装现有的流量控制装置，通常需要较大的安装空间，且通常需要额外修建设备井，从而导致成本较高。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种根据液位高度控制闸门开度的恒流量排水控制方法及控制系统，可以对排水流量实现精确、稳定的控制，不仅结构紧凑，安装方便，成本低，而且响应速度快、且不会出现密封失效的问题。

为解决现有技术中存在的控制滞后、控制精度低的问题，本发明所采用的技术方案是：一种恒流量排水控制方法，包括监测启闭闸门处的液位高度，获得液位高度数据，根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积，调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于所述理论过流面积。由于对于启闭闸门而言，启闭闸门的开度与启闭闸门的实时过流面积之间具有确定的对应关系，而根据水力学的知识可知，水下某过水孔处的排水流量与该过水孔处的压强及过水孔的过流面积之间具有确定的对应关系，而该过水孔处的压强和液面与该过水孔之间的液位高度差有关，故在本方案中，通过监测启闭闸门处的液位高度，获得液位高度数据，就可以根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积，然后通过调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于该理论过流面积，即可确保实时的排水流量等于所设定的排水流量，达到恒流量的目的，采用本方法控制排水流量，一旦启闭闸门处的液位高度发生变化，启闭闸门的实时过流面积就可以跟着变化，从而使得通过本方法控制排水流量，不存在控制滞后的问题，而且还具有控制精度高、响应速度快等特点。

优选的，所述设定的排水流量Q、所述液位高度数据H及所述理论过流面积S之间的关系为：

根据上述方法调节排水流量的精度较高，因为当监测到液位高度改变时，启闭闸门的实时过流面积会同步变化，以便确保排水流量恒定，在这个过程中，一方面，启闭闸门中调节闸门开度的驱动机构(通常是液压缸或气压杆)会时刻处于工作状态，另一方面，在实际工程应用中，可以允许实际排水流量在所设定的排水流量范围内波动，故在优选的方案中，还包括所设定的排水流量下限及所设定的排水流量上限，通过所述排水流量下限和排水流量上限可以分别计算出同一过水面积所对应的液位高度上限和液位高度下限，当所获得的液位高度数据小于所述液位高度下限，或大于所述液位高度上限时，调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于根据所述液位高度数据所计算出的理论过流面积。通过这样的方法，既可以确保实际排水流量在所设定的范围内，符合工程需求，又可以使启闭闸门中用于调节闸门开度的驱动机构间歇性的工作，有利于节约成本和延长驱动机构的使用寿命。

为避免现有技术中，采用浮力或电力驱动的弊端，本发明所采用的方案是：采用液压系统或气压系统调节启闭闸门的开度。不仅能够实现准确、快速的调节，而且，可以有效避免采用浮力及电力驱动时的弊端，更便于在实际中安装和使用。

当用于调节启闭闸门中闸门开度的驱动机构为液压系统或气压系统时，在优选的方案中，压力缸的伸长量h、所述设定的排水流量Q、及所述液位高度数据H之间的关系为：

其中，所述k为常数，且

k的值会随着h的改变而改变，但k均为常数，通过实时监测所述液位高度数据H，利用上述公式可以方便的计算出压力缸的伸长量h(即总伸长量)，从而可以方便的控制压力缸的实际伸长量等于该伸长量h，从而完成调节，实现排水流量恒定的目的。

一种恒流量排水控制系统，包括安装于排水口处的启闭闸门、用于调节启闭闸门开度的驱动部、用于监测液位高度的液位传感器、以及分别与所述驱动部和液位传感器相连的控制器，所述控制器用于获取液位传感器所采集的液位高度数据，并根据所设定的排水流量及所述液位高度数据控制驱动部调节所述启闭闸门的开度。

为解决现有技术中，流量控制装置在使用过程中所存在的：水中的杂物容易卡在闸门处或堵塞闸门而无法自动清除，从而导致闸门的密封容易失效、容易出现卡机的情况，本发明所采用的方案是：所述启闭闸门包括闸门和基座，所述基座包括过水孔及用于容纳所述闸门的滑槽，所述滑槽贯穿基座的上下两端，所述过水孔与所述滑槽相连通，并贯穿基座的前后两端，所述闸门设置于所述滑槽内，闸门用于在驱动部的驱动下沿滑槽上下移动，并调节过水孔的过流面积。一方面，用于容纳闸门的滑槽，采用贯穿基座上下两端的设计，水中所携带的杂物不容易造成滑槽及闸门的堵塞，即使有杂物卡在滑槽内，闸门在驱动部的驱动下沿滑槽向下移动的过程中，可以将杂物从滑槽的另一端推出基座，从而实现自动清洁的功能，可以有效解决杂物堵塞闸门而无法自动清除的问题，确保启闭闸门正常运行；另一方面，在本方案中，闸门在驱动部的驱动下沿滑槽向上移动或向下移动的过程中，可以实时改变过水孔的过流面积，从而有效实现对过水孔过流面积的实时调节，可以对排水流量实现精确、稳定的控制。

一种优选的方案中，所述基座包括背板、面板、及设置于背板与面板之间并分别与背板和面板相连的两个支撑架，所述背板、面板及两个支撑架围成所述滑槽，所述过水孔分别设置于所述背板和面板。

优选的，所述背板上设置有用于进行安装的安装孔。

进一步的，所述支撑架采用的是型材。可以有效增加整个基座的刚度和稳定性。

在一种方案中，所述支撑架采用的是U型钢材。

为提高密封效果，在进一步的方案中，还包括密封块，所述密封块设置于所述滑槽内，并分别固定于所述背板和面板，且密封块沿圆周方向包围所述过水孔。通过设置密封块，使得闸门处于两个密封块之间，并分别相互压紧，从而有利于实现更好的密封效果，有利于在更大的水压下也能保持良好的密封。

优选的，所述密封块采用的是尼龙或高密度聚乙烯材质。

优选的，所述密封块为环状结构。

为防止闸门在沿滑槽移动的过程中左右晃动和窜动，在进一步的方案中，还包括两个侧限位块，所述侧限位块分别设置于所述滑槽内，并固定于所述支撑架或背板和面板，两个侧限位块相互平行，并分别与闸门的两侧相接触。通过设置两个相互平行的侧限位块，使得闸门只能在两个侧限位块之间移动，从而可以有效防止闸门在沿滑槽移动的过程中出现左右晃动和窜动的问题，有利于闸门的运动更稳定，有利于增强启闭闸门的密封效果，实现对排水流量精确、稳定的调控。

在优选的方案中，所述控制器为单片机、ARM、PLC等处理器芯片。

在优选的方案中，所述驱动部为液压缸或气压缸，且驱动部的一端固定于安装所述基座的墙体，另一端铰接于所述闸门。

一种优选的方案中，所述支撑架与所述背板之间，和/或所述支撑架与所述面板之间，分别采用焊接、胶粘连接、铆接或螺栓连接相连。

一种优选的方案中，所述密封块和/或侧限位块分别采用胶粘连接进行固定。

与现有技术相比，使用本发明提供的一种恒流量排水控制方法及控制系统，具有以下有益效果：

1、本方法，简单有效，可以有效为解决现有技术中存在的控制滞后、控制精度低的问题，在实际应用中，可以对排水流量实现精确、稳定的控制。

2、本方法，通过液位与流量的函数关系控制过水面积，液位传感器可采集微小液位变化，系统控制精准，有效保证管网的安全和高效利用；

3、本系统，响应速度快，由液位发生变化到过流面积调整完成时间的短，通常不会超过2秒；

4、本系统，结构设计灵活，结构简单，密封件易于更换，设备安装和维护方便；

5、本系统，采用防锈、防腐的金属及非金属材料制成，经久耐用，使用寿命极长；

6、本系统，可保证排水流量的恒定，调整至合适的流量后，可保证后端排水管网运行的稳定；在前、后端水量激增的情况下，本系统可自动关闭，防止对排水系统的冲击；

7、本系统，采用液压驱动，可靠性高，寿命长，不存在水下用电风险；

8、本系统，占用空间小，无需在管网中增设其他装置，可利用已有构筑物直接安装。

9、本本系统，具有自清洁能力，不可以防止堵塞，而且可以防止水中杂物对密封的影响。

10、本系统，具有防倒灌功能，防止后端水体对本系统的冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中提供的一种恒流量排水控制系统的结构示意图。

图2为本发明实施例中提供的一种恒流量排水控制系统，在一种液位高度下示意图。

图3为本发明实施例中提供的一种恒流量排水控制系统，在另一种液位高度下示意图。

图4为本发明实施例中提供的一种恒流量排水控制系统中，闸门的结构示意图。

图5为本发明实施例中提供的一种恒流量排水控制系统中，基座的结构示意图。

图中标记说明

启闭闸门101，驱动部102，液位传感器103，控制器104，

闸门201，基座202，滑槽203，背板204，面板205，支撑架206，过水孔207，密封块208，侧限位块209，安装孔210，铰接孔211，膨胀螺栓212，

墙体301。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

实施例1

请参阅图1，本实施例中提供了一种恒流量排水控制方法，包括步骤一、监测启闭闸门101处的液位高度，并获得液位高度数据；步骤二、根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积；步骤三、调节启闭闸门101的开度使得启闭闸门101的实时过流面积等于所述理论过流面积。由于对于启闭闸门101而言，启闭闸门101的开度与启闭闸门101的实时过流面积之间具有确定的对应关系，而根据水力学的知识可知，水下某过水孔207处的排水流量与该过水孔207处的压强及过水孔207的过流面积之间具有确定的对应关系，而该过水孔207处的压强和液面与该过水孔207之间的液位高度差有关，故在本方案中，通过监测启闭闸门101处的液位高度，获得液位高度数据，就可以根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积，然后通过调节启闭闸门101的开度使得启闭闸门101的实时过流面积等于该理论过流面积，即可确保实时的排水流量等于所设定的排水流量，达到恒流量的目的，采用本方法控制排水流量，一旦启闭闸门101处的液位高度发生变化，启闭闸门101的实时过流面积就可以跟着变化，从而使得通过本方法控制排水流量，不存在控制滞后的问题，而且还具有控制精度高、响应速度快等特点。

在优选的方案中，所述设定的排水流量Q、所述液位高度数据H及所述理论过流面积S之间的关系为：

根据上述方法调节排水流量的精度较高，因为当监测到液位高度改变时，启闭闸门101的实时过流面积会同步变化，以便确保排水流量恒定，在这个过程中，一方面，启闭闸门101中调节闸门201开度的驱动机构(通常是液压缸或气压杆)会时刻处于工作状态，另一方面，在实际工程应用中，可以允许实际排水流量在所设定的排水流量范围内波动，故在进一步的优选方案中，还包括所设定的排水流量下限及所设定的排水流量上限，通过所述排水流量下限和排水流量上限可以分别计算出同一过水面积所对应的液位高度上限和液位高度下限，当所获得的液位高度数据小于所述液位高度下限，或大于所述液位高度上限时，调节启闭闸门101的开度使得启闭闸门101的实时过流面积等于根据所述液位高度数据所计算出的理论过流面积。通过这样的方法，既可以确保实际排水流量在所设定的范围内，符合工程需求，又可以使启闭闸门101中用于调节闸门201开度的驱动机构间歇性的工作，有利于节约成本和延长驱动机构的使用寿命。

为避免现有技术中，采用浮力或电力驱动的弊端，本发明所采用的方案是：采用液压系统或气压系统调节启闭闸门101的开度。不仅能够实现准确、快速的调节，而且，可以有效避免采用浮力及电力驱动时的弊端，更便于在实际中安装和使用。

当用于调节启闭闸门101中闸门201开度的驱动机构为液压系统或气压系统时，在优选的方案中，所述压力缸的伸长量h、所述设定的排水流量Q、及所述液位高度数据H之间的关系为：

其中，所述k为常数，且

k的值会随着h的改变而改变，但k均为常数，通过实时监测所述液位高度数据H，利用上述公式可以方便的计算出压力缸的伸长量h(即总伸长量)，从而可以方便的控制压力缸的实际伸长量等于该伸长量h，从而完成调节，实习排水流量恒定的目的。

实施例2

根据上述方法，本实施例提供了一种恒流量排水控制系统，包括安装于排水口处的启闭闸门101、用于调节启闭闸门101开度的驱动部102、用于监测液位高度的液位传感器103、以及分别与所述驱动部102和液位传感器103相连的控制器104，所述控制器104用于获取液位传感器103所采集的液位高度数据，并根据所设定的排水流量及所述液位高度数据控制驱动部102调节所述启闭闸门101的开度，如图1、图2及图3所示。由于对于启闭闸门101而言，启闭闸门101的开度与启闭闸门101的实时过流面积之间具有确定的对应关系(即启闭闸门101的开度变化时，启闭闸门101的过流面积也同步改变)，而根据水力学的知识(流体力学中的相关知识点)可知，水下某过水孔207处的排水流量与该过水孔207处的压强及过水孔207的过流面积之间具有确定的对应关系，而该过水孔207处的压强与液面与该过水孔207的液位高度有关，故在本实施例中，液位传感器103用于监测当前的实时液位高度数据，并传输给控制器104，控制器104可以根据该液位高度数据计算出启闭闸门101处的实时压强数据，根据该压强数据和所设定的排水流量，控制器104可以根据既定的计算公式计算出所对应的理论过流面积大小，从而通过驱动部102驱动启闭闸门101移动(具体的移动距离(位移)，与启闭闸门101中过水孔207的形状有关，当过水孔207的形状确定之后，移动距离与过水孔207中过流面积的改变量之间具有唯一的确定关系(即函数关系)，可以准确的计算出所需的移动距离，这里不再赘述)，并改变过流面积大小，使得当前的实际过流面积等于所述理论过流面积，从而确保所述启闭闸门101的排水流量恒定；本实施例所提供的恒流量排水控制系统，结构紧凑，安装方便，成本低，不仅可以避免现有技术中的弊端，而且在实际应用过程中，响应速度快，可以对排水流量实现精确、稳定的控制。

为解决现有技术中，流量控制装置在使用过程中所存在的：水中的杂物容易卡在闸门201处或堵塞闸门201而无法自动清除，从而导致闸门201的密封容易失效、容易出现卡机的情况，本发明所采用的方案是：所述启闭闸门101包括闸门201和基座202，所述基座202包括过水孔207及用于容纳所述闸门201的滑槽203，所述滑槽203贯穿基座202的上下两端，所述过水孔207与所述滑槽203相连通，并贯穿基座202的前后两端，所述闸门201设置于所述滑槽203内，闸门201用于在驱动部102的驱动下沿滑槽203上下移动，并调节过水孔207的过流面积。一方面，用于容纳闸门201的滑槽203，采用贯穿基座202上下两端的设计，水中所携带的杂物不容易造成滑槽203及闸门201的堵塞，即使有杂物卡在滑槽203内，闸门201在驱动部102的驱动下沿滑槽203向下移动的过程中，可以将杂物从滑槽203的另一端推出基座202，从而实现自动清洁的功能，可以有效解决杂物堵塞闸门201而无法自动清除的问题，确保启闭闸门101正常运行；另一方面，在本方案中，闸门201在驱动部102的驱动下沿滑槽203向上移动或向下移动的过程中，可以实时改变过水孔207的过流面积，从而有效实现对过水孔207过流面积的实时调节，可以对排水流量实现精确、稳定的控制。

如图4及图5所示，在本实施例所提供的一种优选方案中，所述基座202包括背板204、面板205、及设置于背板204与面板205之间并分别与背板204和面板205相连的两个支撑架206，所述背板204、面板205及两个支撑架206围成所述滑槽203，所述过水孔207分别设置于所述背板204和面板205；即，如图4所示，闸门201的移动方向(滑槽203的移动方向)与过水孔207的轴向方向相互垂直。

在优选的方案中，为了简化计算、进一步提高对排水流量的控制精确，在优选的方案中，所述过水孔207的优先采用圆孔或方孔。

在优选的方案中，所述背板204上设置有用于进行安装的安装孔210，便于将滑槽203安装在设置排水管道处的墙体301上(通常是蓄水池或过流廊道的墙壁)，从而实现对整个启闭闸门101的固定。

在进一步的方案中，所述支撑架206采用的是型材，可以有效增加整个基座202的刚度和稳定性；作为举例，在本实施例中，所述支撑架206采用的是U型钢材，其中，U型钢材的凹槽口向外设置，如图5所示，安装孔210分别沿背板204的边缘布置，并分别贯穿支撑架206，便于利用螺栓或膨胀螺栓212固定基座202。

为提高密封效果，在进一步的方案中，还包括密封块208，所述密封块208设置于所述滑槽203内，并分别固定于所述背板204和面板205，且密封块208沿圆周方向包围所述过水孔207。通过设置密封块208，使得闸门201处于两个密封块208之间，并分别相互压紧，从而有利于实现更好的密封效果，有利于在更大的水压下也能保持良好的密封；作为举例，如图5所示，在本身实施例中，所述密封块208为环状结构；在优选的方案中，所述密封块208采用的是尼龙或高密度聚乙烯材质，可以实现更好的密封效果。

为防止闸门201在沿滑槽203移动的过程中左右晃动和窜动，在进一步的方案中，还包括两个侧限位块209，如图5所示，所述侧限位块209分别设置于所述滑槽203内，并固定于所述支撑架206或背板204和面板205，两个侧限位块209相互平行，并分别与闸门201的两侧相接触。通过设置两个相互平行的侧限位块209，使得闸门201只能在两个侧限位块209之间移动，从而可以有效防止闸门201在沿滑槽203移动的过程中出现左右晃动和窜动的问题，有利于闸门201的运动更稳定，有利于增强启闭闸门101的密封效果，实现对排水流量精确、稳定的调控；在优选的方案中，所述侧限位块209也可以采用尼龙或高密度聚乙烯材质等制成，有利于闸门201与侧限位块209的接触更充分。

在优选的方案中，所述控制器104可以采用单片机(如51单片机等)、ARM、PLC等处理器芯片。作为举例，在本实施例中，所述控制器104采用的是STC89C52芯片，成本低，且能满足本实施例的需求。

在优选的方案中，所述驱动部102采用的是液压缸或气压缸，且驱动部102的一端固定于安装所述基座202的墙体301，另一端铰接于所述闸门201，如图1或图2或图3所示，在本实施例中，驱动部102采用的是液压缸，液压缸设置于闸门201的正上方，液压缸的一端固定于墙体301，另一端铰接于闸门201，如图4所示，闸门201的上端设置有铰接孔211，便于进行铰接。

在一种优选的方案中，所述支撑架206与所述背板204之间，和/或所述支撑架206与所述面板205之间，分别采用焊接、胶粘连接、铆接或螺栓连接相连。作为举例，在本实施例中，支撑架206分别采用焊接的方式分别与背板204、面板205相连；所述密封块208和/或侧限位块209分别采用胶粘连接进行固定，便于更换、也便于安装和维护。

在本实施例中，所述液位传感器103可以采用现有技术中常用的液位传感器103，如图1或图2或图3所示，液位传感器103安装于启闭闸门101上方的墙体301，以便监测启闭闸门101前的液位高度(即启闭闸门101上游的液位高度)。

本恒流量排水控制系统的工作过程为：

如图1所示，液位传感器103检测当前液位高度，并将数据传输至控制器104进行处理，得出液压缸的位移数据，并控制液压缸驱动闸门201板运动，得到相应的过流面积，使得待排水体由过水孔207排出的流量等于所设定的排水流量。

如图2所示，当液位高度升高时，液位传感器103检测到当前的液位高度，并将数据传输至控制器104进行处理，得出液压缸向下的位移数据，并控制液压缸驱动闸门201板向下运动，得到相应的过流面积，使得待排水体由过水孔207排出的流量等于所设定的排水流量；反之亦然，由此即可实现不同液位条件下排水流量的恒定。

如图3所示，启闭闸门101前端(上游)的水位较低时，控制器104可以控制液压缸驱动闸门201板向下运动，直到所设定的最低点，启闭闸门101完全关闭，封堵过水孔207，防止倒灌。

实施例3

根据实施例1中所提供的方法，本实施例提供了实施例2中所述恒流量排水控制系统中，控制器104实现精准控制的一种方式为：

在本实施例中，驱动部102采用的是液压缸，控制器104中存储有上述计算公式、及k与h之间的对应关系(根据过水孔207形状的不同而不同)。

当液位传感器103检测到当前液位高度为H₁时，根据公式

及S₁＝k₁h₁，可得：

其中，S₁为当前的过流面积；

当液位传感器103检测到当前液位高度为H₂时，可以得出：

由于要控制流量恒定，即使得Q₁＝Q₂，则有：

整理可得：

式中，k₁、k₂、g(重力系数)均为常数。

式中Q₁为当前的实际排水流量，且等于所设定的排水流量；当液位高度发生变化时，控制器104可以根据该公式计算出液位改变后压力缸的伸长量，从而控制液压缸伸长或缩短达，以改变当前的实际过水面积(即调节闸门201的开度)，当压力缸的实际伸长量等于该伸长量时，实际排水流量等于所设定的排水流量，从而实现恒流量控制。

根据上述原理，控制器104的控制策略有多样，可以不再一一举例。

实施例4

本实施例4与上述实施例3的主要区别在于，本实施例所提供的恒流量排水控制系统，还包括设置于启闭闸门101下游的水位传感器和/或压力传感器，所述水位传感器和压力传感器分别与所述控制器104相连，当所述水位传感器所检测到的水位值大于所设定的水位阀值，或压力传感器所检测到压力数据大于所设定的压力阀值时，所述控制器104所述启闭闸门101完全关闭；从而可以有效解决现有技术中通常存在的倒灌问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种恒流量排水控制方法，其特征在于，包括监测启闭闸门上游的液位高度，并获得液位高度数据；

根据所设定的排水流量及所述液位高度数据计算所对应的理论过流面积；所述设定的排水流量Q、所述液位高度数据H₁及所述理论过流面积S之间的关系为：

调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于所述理论过流面积；

采用液压系统或气压系统调节启闭闸门的开度，压力缸的伸长量h、所述设定的排水流量Q、及所检测到的当前液位高度H₂之间的关系为：

其中，所述k为常数，且

g为重力系数。

2.根据权利要求1所述的恒流量排水控制方法，其特征在于，还包括所设定的排水流量下限及所设定的排水流量上限，通过所述排水流量下限和排水流量上限分别计算出同一过水面积所对应的液位高度上限和液位高度下限，当所获得的液位高度数据小于所述液位高度下限，或大于所述液位高度上限时，调节启闭闸门的开度使得启闭闸门的实时过流面积等于根据所述液位高度数据所计算出的理论过流面积。

3.一种恒流量排水控制系统，其特征在于，包括安装于排水口处的启闭闸门、用于调节启闭闸门开度的驱动部、用于监测液位高度的液位传感器、以及分别与所述驱动部和液位传感器相连的控制器，所述控制器用于获取液位传感器所采集的液位高度数据，并根据权利要求1中所述恒流量排水控制方法控制驱动部调节所述启闭闸门的开度。

4.根据权利要求3所述的恒流量排水控制系统，其特征在于，所述启闭闸门包括闸门和基座，所述基座包括过水孔及用于容纳所述闸门的滑槽，所述滑槽贯穿基座的上下两端，所述过水孔与所述滑槽相连通，并贯穿基座的前后两端，所述闸门设置于所述滑槽内，闸门用于在驱动部的驱动下沿滑槽上下移动，并调节过水孔的过流面积。

5.根据权利要求4所述的恒流量排水控制系统，其特征在于，所述基座包括背板、面板、及设置于背板与面板之间并分别与背板和面板相连的两个支撑架，所述背板、面板及两个支撑架围成所述滑槽，所述过水孔分别设置于所述背板和面板。

6.根据权利要求5所述的恒流量排水控制系统，其特征在于，还包括两个侧限位块，所述侧限位块分别设置于所述滑槽内，并固定于所述支撑架或背板和面板，两个侧限位块相互平行，并分别与闸门的两侧相接触。

7.根据权利要求4-6任一所述的恒流量排水控制系统，其特征在于，所述驱动部为液压缸或气压缸，且驱动部的一端固定于安装所述基座的墙体，另一端铰接于所述闸门。

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