CN205826039U - 一体化遥测灌区流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化遥测灌区流量计，包括上游导流管、量水管、下游导流管、流量传感器、采集模块、通信模块、蓄电池，上游导流管尾端与量水管一端相连，下游导流管头部与量水管另一端相连，流量传感器连接着采集模块，采集模块与通信模块相连，蓄电池为电气元件供电，流量传感器包括底板、转子、干簧管、磁钢和若干半角旋杯，底板固定在量水管顶部，半角旋杯设置在底板下方，半角旋杯固定在转子上，底板下方设置有导流件，导流件和半角旋杯位于量水管中，磁钢固定在转子上，磁钢用于激励干簧管产生通断信号，干簧管与采集模块相连。本实用新型采用板状拼接结构形成渐变式导流管，并在量水管中置入专用流量传感器，计量准确，现场安装简单快捷。

Description

一体化遥测灌区流量计

技术领域

本发明属于水文数据记录装置技术领域，具体涉及一种一体化设计并具有遥测功能的灌区流量计。

背景技术

渠道灌溉也称地面灌溉，是目前我国水稻灌区主要灌溉方式，水稻是中国最大的耗水作物，大约消耗全国总用水量的50%，因此在稳产增产的前提下减少中国水稻用水量，提高水稻水分利用效率，可高效节约大量水资源。如需提高水稻水分利用效率，则需要对水稻渠道灌溉过程中的流量进行较为精确的测算。目前市场上销售的渠道用流量计主要针对主干渠道应用，中小末端渠道很少会用这些流量计，而中小末端渠道的流量（水量）计量直接关系到水资源的分配和水量计量，也需要满足精度的智能流量计，同时价格还要合理。市场上有的方案是在渠道上修建水工量水建筑，在量水涵洞中安装流速仪，用面积流速法计算过水流量，这种方案的主要缺点是：需要修建水工量水建筑，现场施工量大，成本高、量水涵洞的尺寸精度不好控制，导致实际流量计量精度不高。而且，对于灌区渠道中的自然水，不仅可能含沙量较大，而且夹带的漂浮物也可能较多，需要研制专用的灌区流量计来计量过水流量。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种一体化遥测灌区流量计，采用板状拼接结构形成渐变式导流管，并在量水管中置入专用流量传感器，计量准确，现场安装简单快捷。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种一体化遥测灌区流量计，包括上游导流管、量水管、下游导流管、流量传感器、采集模块、通信模块、蓄电池，所述上游导流管尾端与量水管一端相连，所述下游导流管头部与量水管另一端相连，所述上游导流管截面面积逐渐缩小，所述下游导流管截面面积逐渐增大，所述流量传感器连接着采集模块，所述采集模块与通信模块相连，所述蓄电池为电气元件供电，所述流量传感器包括底板、转子、干簧管、磁钢和若干半角旋杯，所述底板固定在量水管顶部，所述半角旋杯设置在底板下方，半角旋杯固定在转子上，所述底板下方设置有导流件，所述导流件和半角旋杯位于量水管中，所述磁钢固定在转子上，磁钢用于激励干簧管产生通断信号，所述干簧管与采集模块具有数据连接。

进一步的，所述流量传感器顶部连接着连接杆，连接杆顶部与设备仓连接，所述采集模块、通信模块、蓄电池设置在设备仓中。

进一步的，所述连接杆外套有防护管。

进一步的，所述量水管为长方体形。

进一步的，所述半角旋杯为六个。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明通过渐变式导流管设计减少了水流收缩时形成的漩涡段长度，进而减少了量水管长度，使整体尺寸减小，节约产品成本；量水管截面采用宽浅式矩形结构设计，减小了流量计渠道安装引起的水流淤阻，增加了量水管测有压性，加大水流速度，有效防止形成淤积，提高流量测流精度；专用式流量传感器设计令水草等漂浮物无法缠绕其上，保证传感器长期稳定工作。本发明整体设计为板状拼接结构，方便包装、运输，现场安装简单快捷，极大节省人力，降低安装成本；同时通过一体化遥测设计实现了数据的自动记录、存储、远程传送数据中心等功能，方便客户管理。本发明提供了一种智能灌区建设的关键设备，适合末端渠道水量计量的一体化遥测流量计，市场前景广阔。

附图说明

图1为本发明提供的一体化遥测灌区流量计截面示意图。

图2为图1的A-A向截面示意图。

图3为图1的B-B向截面示意图。

图4为流量传感器结构示意图。

图5为流量传感器仰视图。

图6为流量传感器整体结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1、图2、图3为本发明提供的一体化遥测灌区流量计截面示意图，其采用板状拼装设计形式，整体为长方体形，通过板材拼接形成了上游导流管1、量水管2和下游导流管3，上游导流管1设置在量水管上游方向，材质可选用玻璃钢或不锈钢等，由底板、侧板和顶板组成，底板与渠道底4齐平，侧板外侧边沿埋入渠道边5土中，起挡水和导流的功能，顶板的上沿与渠道顶6齐平，起挡水和导流的功能。上游导流管内形成的导流通道为四棱台形，头部为大端口，尾部为小端口，导流通道截面面积自头部向尾部逐渐减小，其高度应逐渐降低，两侧宽度也可以相应地逐渐缩小，从而将渠道自然流通过导流管收缩为有压管流，通过连续收缩的断面设计减少水流漩涡段，使有水流快速变为稳定流，提高测量精度。上游导流管尾部连接着量水管头部，因此上游导流管小端口尺寸与量水管尺寸相同。量水管2的截面呈宽浅式矩形尺寸，高宽比为1:2 ～1:4，宽度尺寸与渠道底尺寸相同，以降低量水管高度尺寸，最大限度满足量水管的有压性，高度应根据灌溉用水量和满管流工作所必需的上、下游水位差决定，量水管的长度应根据渠道流量设计，量水管的长度能够涵盖漩涡段和稳流段。量水管可选用玻璃钢或不锈钢等，由底板、侧板和顶板组成，底板与渠道底齐平，顶板的出水端附近（稳流段）预留流量传感器安装孔，用于安装流量传感器7，量水管与上游、下游导流管采用防水拼接方式连接。量水管尾部连接着下游导流管头部，下游导流管头3设置在量水管下游，材质可选用玻璃钢或不锈钢等，由底板、侧板和顶板组成，底板与渠道底齐平，侧板外侧边沿埋入渠道边土中，起挡水和导流的功能，顶板的上沿与渠道顶齐平，起挡水和导流的功能。下游导流管3内形成的导流通道为四棱台形，头部为小端口，尾部为大端口，导流通道截面面积自头部向尾部逐渐增大，其高度应逐渐升高，两侧宽度也可以相应地逐渐增大，从而恢复渠道自然流。

如图4、图5所示，流量传感器7包括底板703、转子709和六个半角旋杯701，其中底板703固定在量水管2顶部，转子709设置在底板703中心其底部固定有螺母708，半角旋杯701固定在转子709上且沿转子周边均匀分布，半角旋杯设置在底板下方，在底板下方设置有导流件702，半角旋杯低于导流件位置，导流件上大下小。转子上固定有磁钢707，磁钢偏心设置，转子连接着转子支承轴710，转子支承轴旁固定有干簧管706，安装在转子上的磁钢激励干簧管产生通断信号，干簧管与信号线704相连。流量传感器顶部设有接线座705，转子支承轴通过螺钉711固定在接线座705上，信号线即设置在接线座中，接线座顶部设有接线盖712。流量传感器中半角旋杯部分露出导流件，水流流经导流件导向，流过凸起旋杯时，速度加快，压力减少，其作用力是向下的，再加上水流动力和旋杯转子离心力向外的合力，水草等漂浮物就无法缠绕其上，保证传感器长期稳定工作。

如图6所示，流量传感器7顶部连接着连接杆8，连接杆外套有防护管9，连接杆顶部与设备仓10连接，设备仓露出流量计整体框架顶部，便于通信，设备仓顶部设有仓帽11。设备仓内设有采集模块、通信模块、蓄电池等。采集模块用于进行流量数据的采集、存储、通信协议管理；通信模块用于与数据中心进行数据收发；蓄电池用于对流量传感器、采集模块、通信模块等电气元件供电。流量传感器内的信号线通过连接杆与采集模块相连。设备仓内还可设有存储器，能够实现现场存储功能。

上述一体化遥测灌区流量计可安装在中小渠道的过水断面上，当渠道水位变化时，一体化遥测灌区流量计的量水管始终保证在“满管”水流状态，过水断面积就恒定为此量水管截面积，采用本发明中的流量传感器测算量水管内的平均流速（因为量水管尺寸不会很大，可以用本发明中的专用流量传感器测算量水管一点的流速V，再通过比测确定这一点流速和平均流速的关系），达到自动测量记录过水流量的目的。

本流量计采用板状拼接设计，方便运输和安装，渐变式导流管设计减少了水流收缩时形成的漩涡段长度，进而减少了量水管长度，使整体尺寸减小，节约产品成本；量水管截面采用宽浅式矩形结构设计，减小了流量计渠道安装引起的水流淤阻，增加了量水管测有压性，加大水流速度，有效防止形成淤积，提高流量测流精度；尤其适用于渠道灌溉灌区末端渠道的水量计量。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种一体化遥测灌区流量计，其特征在于：包括上游导流管、量水管、下游导流管、流量传感器、采集模块、通信模块、蓄电池，所述上游导流管尾端与量水管一端相连，所述下游导流管头部与量水管另一端相连，所述上游导流管截面面积逐渐缩小，所述下游导流管截面面积逐渐增大，所述流量传感器连接着采集模块，所述采集模块与通信模块相连，所述蓄电池为电气元件供电，所述流量传感器包括底板、转子、干簧管、磁钢和若干半角旋杯，所述底板固定在量水管顶部，所述半角旋杯设置在底板下方，半角旋杯固定在转子上，所述底板下方设置有导流件，所述导流件和半角旋杯位于量水管中，所述磁钢固定在转子上，磁钢用于激励干簧管产生通断信号，所述干簧管与采集模块具有数据连接。

2.根据权利要求1所述的一体化遥测灌区流量计，其特征在于：所述流量传感器顶部连接着连接杆，连接杆顶部与设备仓连接，所述采集模块、通信模块、蓄电池设置在设备仓中。

3.根据权利要求2所述的一体化遥测灌区流量计，其特征在于：所述连接杆外套有防护管。

4.根据权利要求1所述的一体化遥测灌区流量计，其特征在于：所述量水管为长方体形。

5.根据权利要求1所述的一体化遥测灌区流量计，其特征在于：所述半角旋杯为六个。