CN218634952U - 一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，涉及灌溉设备领域，包括水源水池、渠道首端，于渠道首端一侧设有供水演示单元，包括第一矩形渠、第二矩形渠、梯形渠，渠道首端处与水源水池间设置有消能水池、潜水泵、出水口，梯形渠末端通过管道连接灌溉渠道，另设有供水控制组件，供水演示单元还包括中控主机和回水组件。设置第一矩形渠、第二矩形渠、梯形渠便于根据实际的水渠类型进行模拟灌溉和控制，在梯形渠满足灌溉需求时，多余水沿回水组件回水再次利用，方便循环进行灌溉供水演示，整个过程不影响正常的灌溉供水，也可以对整个供水监测控制系统进行模拟演示，便于进行培训，因地制宜的做好将渠道灌溉和演示统筹结合。

Description

一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置

技术领域

本发明涉及灌溉设备领域，尤其涉及一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置。

背景技术

灌溉渠道是联接灌溉水源和灌溉土地的水道。把从水源引取的水量输送和分配到灌区的各个部分。在一个灌区范围内，按控制面积的大小把灌溉渠道分为干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠等5级。渠道的纵、横断面要根据设计灌溉流量和设计灌溉水位等资料进行设计。灌溉渠道可分为明渠和暗渠两类：明渠修建在地面上，具有自由水面；暗渠为四周封闭的地下水道，可以是有压水流或无压水流。明渠占地多，渗漏和蒸发损失大，但施工方便，造价较低，因此应用最多。

随着社会的进步，如何更加科学的对于应用最多的明渠进行科学的利用和维护成为新时代新农业的需求，现有的明渠，往往对于水流的控制采取较为水泵抽水集中灌溉的方法，对于流量和供水的控制往往缺乏科学合理的方案，对于水渠管理往往是粗放式的，同时对于较为先进的供水配套方案，例如支渠和斗渠闸的水位和流量等的自动化控制设备等，也缺乏有效的培训演示系统，如何因地制宜的做好将渠道灌溉和演示统筹结合，是现代化农业技术需要解决的问题。

发明内容

为此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，从而提供一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，其在满足对现有的明渠进行供水的监测控制的同时也能对较好的实现控制过程的培训演示。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，包括水源水池，水源水池一侧设有渠道首端，于所述渠道首端一侧设有供水演示单元，所述供水演示单元包括所述渠道首端一侧依次首尾连接有第一矩形渠、第二矩形渠、梯形渠，所述渠道首端处与所述水源水池间设有消能水池，所述消能水池内设有潜水泵，所述潜水泵上设有通入所述第一矩形渠的出水口，所述梯形渠末端通过管道连接灌溉渠道，所述第一矩形渠、所述第二矩形渠、所述梯形渠上设有供水控制组件，所述供水演示单元还包括中控主机和回水组件。

通过，其通过在现有的水源水池的基础上设置供水演示单元，即在供水灌溉的基础上对于供水监测和控制进行演示，即通过设置渠道首端配合潜水泵和消能水池，消能水池用于使高速流动的水体产生底流式水跃的消能设施，能够使下泄急流迅速变为缓流，潜水泵将水沿出水口抽入第一矩形渠，设置第一矩形渠、第二矩形渠、梯形渠便于根据实际的水渠类型进行模拟灌溉和控制，即通过供水控制组件配合中控主机对第一矩形渠、第二矩形渠、梯形渠内的水流进行监测和控制，同时设置回水组件，在梯形渠满足灌溉需求时，多余水沿回水组件回水再次利用，方便循环进行灌溉供水演示，整个过程在不影响正常的灌溉供水的同时，也可以对整个供水监测控制系统进行模拟演示，便于对新的工作人员进行培训，方便工作人员快速学习，提高了学习效率，将实用与培训结合，因地制宜的做好将渠道灌溉和演示统筹结合。

进一步地，所述供水控制组件包括设于所述第一矩形渠、所述第二矩形渠、所述梯形渠中段上的雷达水位计，还包括设于所述第一矩形渠和所述第二矩形渠以及所述第二矩形渠和所述梯形渠连接处的铸铝闸门，于所述梯形渠尾端设有第三出水闸门，于所述梯形渠尾端也设有雷达水位计。

通过在所述第一矩形渠、所述第二矩形渠、所述梯形渠中段的雷达水位计监测各个渠道内的水位，并通过梯形渠尾端的雷达水位计配合第三出水闸门用于监测和控制灌溉用水的水位，通过各个铸铝闸门对各个渠道进行控制，实现水位模拟和供水控制。

进一步地，所述铸铝闸门采用电动升降结构，所述铸铝闸门上设有第一供电太阳能板，所述第一供电太阳能板与所述电动升降结构电池采用电性连接。

通过，通过第一供电太阳能板实现对电动升降结构的供电，方便铸铝闸门进行开闭，减少线缆铺设。

进一步地，所述供水控制组件包括设于所述出水口处的智能流量表。

通过，设置智能流量表便于对潜水泵的出水口流量进行监控。

进一步地，于所述第三出水闸门处设有监控摄像头，另设有第二供电太阳能板，所述第二供电太阳能板与所述智能流量表和所述监控摄像头电池采用电性连接。

通过，设置监控摄像头并采用第二供电太阳能板供电，便于在远离供电线路的偏远地区使用。

进一步地，所述电动升降结构、所述智能流量表、所述监控摄像头、所述潜水泵均所述中控主机连接，所述连接方式为有线连接和无线连接的任意一种。

通过，通过无线远程连接或者有线连接，根据实际需求灵活进行调整。

进一步地，所述第一矩形渠、所述第二矩形渠、所述梯形渠尺寸规格根据实际水渠数据等比例缩小。

方便模拟整个实际的渠道类型，增强培训的仿真度。

进一步地，所述回水组件包括设于所述梯形渠末端的第三出水闸门处的回水管道，所述回水管道通入所述消能水池，所述回水管道高于灌溉渠道，所述回水管道自所述梯形渠末端至所述消能水池高度逐渐降低，所述回水管道两端高度差不低于0.3m。

通过，当在非灌溉期演示或者灌溉流量足够时，通过第三出水闸门调整流量，多余的水通过回水管进入消能水池，同时回水管道自所述梯形渠末端至所述消能水池高度逐渐降低，方便多余的水沿重力方向自动流入消能水池。

本申请具有以下优点；

1、本发明提供的一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，其通过在现有的水源水池的基础上设置供水演示单元，即在供水灌溉的基础上对于供水监测和控制进行演示，即通过设置渠道首端配合潜水泵和消能水池，消能水池用于使高速流动的水体产生底流式水跃的消能设施，能够使下泄急流迅速变为缓流，潜水泵将水沿出水口抽入第一矩形渠，设置第一矩形渠、第二矩形渠、梯形渠便于根据实际的水渠类型进行模拟灌溉和控制，即通过供水控制组件配合中控主机对第一矩形渠、第二矩形渠、梯形渠内的水流进行监测和控制，同时设置回水组件，在梯形渠满足灌溉需求时，多余水沿回水组件回水再次利用，方便循环进行灌溉供水演示，整个过程在不影响正常的灌溉供水的同时，也可以对整个供水监测控制系统进行模拟演示，便于对新的工作人员进行培训，方便工作人员快速学习，提高了学习效率，将实用与培训结合，因地制宜的做好将渠道灌溉和演示统筹结合；

2、第一矩形渠、第二矩形渠、梯形渠尺寸规格根据实际水渠数据等比例缩小，方便模拟整个实际的渠道类型，增强培训的仿真度，该装置能够充分体现和客观展示灌区尺度或县域尺度的典型渠道系统及其配套建筑物，能让监测和展示结果更加接近实际应用，数据和直观视觉效果非常显著；

3、农户使用明渠物联网计量监控设备及其维护提供培训装备，解决用户文化水平低而无法理解或使用智能装备等文化断层问题，提高设备使用效率和可持续长效应用效率；

4、为大学、高职院校师生提供实习和学习灌区或县域明渠物联网智能化技术及其装备应用的平台，并为宣传和领导观摩团队演示展示提供一个模拟沙盘。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对发明作进一步详细说明。

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为图1中A部分放大结构示意图；

图3为图1中B部分放大结构示意图。

图中各附图标记说明如下。

1、水源水池；2、渠道首端；3、第一矩形渠；4、第二矩形渠；5、梯形渠；6、消能水池；7、潜水泵；8、出水口；9、智能流量表；10、雷达水位计；11、铸铝闸门；12、第三出水闸门；13、电动升降结构；14、第一供电太阳能板；15、监控摄像头；16、第二供电太阳能板;17、回水管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“正面”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图3所示，一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，包括水源水池1，水源水池1一侧设置有渠道首端2，于渠道首端2一侧设置有供水演示单元，供水演示单元包括渠道首端2一侧依次首尾连接有第一矩形渠3、第二矩形渠4、梯形渠5，渠道首端2处与水源水池1间设置有消能水池6，消能水池6内设置有潜水泵7，潜水泵7上设置有通入第一矩形渠3的出水口8，梯形渠5末端通过管道连接灌溉渠道，第一矩形渠3、第二矩形渠4、梯形渠5上设置有供水控制组件，供水控制组件包括设于出水口8处的智能流量表9，供水演示单元还包括中控主机和回水组件。其中第一矩形渠3的规格为L=10m，B=0.6m,H=0.6m;第二矩形渠4规格为L=8m，B=0.6m,H=0.6m；梯形渠5的规格为L=10m，B=1.2m,H=0.4m，便于实际渠道的大小等比缩小模拟。

参照图1，第一矩形渠3、第二矩形渠4、梯形渠5尺寸规格根据实际水渠数据等比例缩小，便于模拟整个实际的渠道类型，增强培训的仿真度。

参照图2和图3，供水控制组件包括设于第一矩形渠3、第二矩形渠4、梯形渠5中段上的雷达水位计10，还包括设于第一矩形渠3和第二矩形渠4以及第二矩形渠4和梯形渠5连接处的铸铝闸门11，于梯形渠5尾端设置有第三出水闸门12，于梯形渠5尾端也设置有雷达水位计10。铸铝闸门11采用电动升降结构13，铸铝闸门11上设置有第一供电太阳能板14，（图中为了方便显示，仅将位于第二矩形渠4内的铸铝闸门11设置为带有第一供电太阳能板14和电动升降结构13，实际生产供水可根据需求调整是否为电动和手动铸铝闸门11），第一供电太阳能板14与电动升降结构13电池采用电性连接。第一矩形渠3、第二矩形渠4、梯形渠5中段的雷达水位计10监测各个渠道内的水位，并通过梯形渠5尾端的雷达水位计10配合第三出水闸门12用于监测和控制灌溉用水的水位，通过各个铸铝闸门11对各个渠道进行控制，实现水位模拟和供水控制，通过第一供电太阳能板14实现对电动升降结构13的供电，方便铸铝闸门11进行开闭，减少线缆铺设。便于实现在偏远田地中的灌溉，充分利用太阳能。

参照图1至图3，于第三出水闸门12处设置有监控摄像头15，另设置有第二供电太阳能板16，第二供电太阳能板16与智能流量表9和监控摄像头15电池采用电性连接，设置监控摄像头15并采用第二供电太阳能板16供电，便于在远离供电线路的偏远地区使用。电动升降结构13、智能流量表9、监控摄像头15、潜水泵7均中控主机连接，连接方式为有线连接和无线连接的任意一种，根据实际生产铺设线缆的困难度，可选用无线wifi或者蓝牙等传输信号并采用太阳能电池供电，亦可采用有线供电。

渠道布置遵守南高北低的原则，渠道坡度为6°-10°。同时上述相关的闸门和计量设备的安装根据实际的渠道长度进行适配。参照图1，回水组件包括设于梯形渠5末端的第三出水闸门12处的回水管道17，回水管道17通入消能水池6，（实际中回水管道17埋设在土体内，为了方便显示，附图中回水管道17显露在地表）回水管道17高于灌溉渠道，回水管道17自所述梯形渠5末端至消能水池6高度逐渐降低，回水管道17两端高度差不低于0.3m。当在非灌溉期演示或者灌溉流量足够时，通过第三出水闸门12调整流量，多余的水通过回水管进入消能水池6，同时回水管道17自所述梯形渠5末端至所述消能水池6高度逐渐降低，方便多余的水沿重力方向自动流入消能水池6。

需求通过远程控制方式（平台控制或手机APP控制）从水源水池把水抽出来后，经过水泵出水管道和计量水表进入渠道系统，随后根据渠道系统的布置实际情况分级进行计量和分流调度，并通过渠道上的不同计量设施实时监测每一级渠道过水量和流向，并模拟灌区和农田灌溉用水情况进行调度控制。最终按照平台和智能控制终端决策模型分析结果，模拟测试和演示明渠智能化管理。

工作原理：其通过在现有的水源水池1的基础上设置供水演示单元，即在供水灌溉的基础上对于供水监测和控制进行演示，即通过设置渠道首端2配合潜水泵7和消能水池6，消能水池6用于使高速流动的水体产生底流式水跃的消能设施，能够使下泄急流迅速变为缓流，潜水泵7将水沿出水口8抽入第一矩形渠3，设置第一矩形渠3、第二矩形渠4、梯形渠5便于根据实际的水渠类型进行模拟灌溉和控制，即通过供水控制组件配合中控主机对第一矩形渠3、第二矩形渠4、梯形渠5内的水流进行监测和控制，同时设置回水组件，在梯形渠5满足灌溉需求时，多余水沿回水组件回水再次利用，方便循环进行灌溉供水演示，整个过程在不影响正常的灌溉供水的同时，也可以对整个供水监测控制系统进行模拟演示，便于对新的工作人员进行培训，方便工作人员快速学习，提高了学习效率，将实用与培训结合，因地制宜的做好将渠道灌溉和演示统筹结合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，包括水源水池(1)，水源水池(1)一侧设有渠道首端(2)，其特征在于，于所述渠道首端(2)一侧设有供水演示单元，所述供水演示单元包括所述渠道首端(2)一侧依次首尾连接有第一矩形渠(3)、第二矩形渠(4)、梯形渠(5)，所述渠道首端(2)处与所述水源水池(1)间设有消能水池(6)，所述消能水池(6)内设有潜水泵(7)，所述潜水泵(7)上设有通入所述第一矩形渠(3)的出水口(8)，所述梯形渠(5)末端通过管道连接灌溉渠道，所述第一矩形渠(3)、所述第二矩形渠(4)、所述梯形渠(5)上设有供水控制组件，所述供水演示单元还包括中控主机和回水组件。

2.根据权利要求1所述的一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，其特征在于,所述供水控制组件包括设于所述第一矩形渠(3)、所述第二矩形渠(4)、所述梯形渠(5)中段上的雷达水位计(10)，还包括设于所述第一矩形渠(3)和所述第二矩形渠(4)以及所述第二矩形渠(4)和所述梯形渠(5)连接处的铸铝闸门(11)，于所述梯形渠(5)尾端设有第三出水闸门(12)，于所述梯形渠(5)尾端也设有雷达水位计(10)。

3.根据权利要求2所述的一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，其特征在于,所述铸铝闸门(11)采用电动升降结构(13)，所述铸铝闸门(11)上设有第一供电太阳能板(14)，所述第一供电太阳能板(14)与所述电动升降结构(13)电池采用电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，其特征在于,所述供水控制组件包括设于所述出水口(8)处的智能流量表(9)。

5.根据权利要求4所述的一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，其特征在于,于所述第三出水闸门(12)处设有监控摄像头(15)，另设有第二供电太阳能板(16)，所述第二供电太阳能板(16)与所述智能流量表(9)和所述监控摄像头(15)电池采用电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，其特征在于,所述第一矩形渠(3)、所述第二矩形渠(4)、所述梯形渠(5)尺寸规格根据实际水渠数据等比例缩小。

7.根据权利要求2所述的一种基于明渠供水智能监测与控制装备的演示培训装置，其特征在于,所述回水组件包括设于所述梯形渠(5)末端的第三出水闸门(12)处的回水管道(17)，所述回水管道(17)通入所述消能水池(6)，所述回水管道(17)高于灌溉渠道，所述回水管道自所述梯形渠(5)末端至所述消能水池(6)高度逐渐降低，所述回水管道(17)两端高度差不低于0.3m。

Images