CN102155960A

CN102155960A - 末级渠道流量计

Info

Publication number: CN102155960A
Application number: CN 201110056862
Authority: CN
Inventors: 高胜国; 黄修桥; 齐学斌; 翟国亮; 段福义; 刘扬
Original assignee: Farmland Irrigation Research Institute of CAAS
Current assignee: Farmland Irrigation Research Institute of CAAS
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2011-08-17

Abstract

本发明涉及一种灌溉末级渠道流量测量装置，其特征在于：渠道(1)放水后，浮子(7)通过连杆(6)带动旋转角度位移传感器(4)的转轴(5)发生旋转，旋转角度位移传感器(4)将旋转角度位置的机械信号转换为电信号，通过旋转角度位移传感器(4)的引出线(8)，传送到流量指示表(9)上，使流量指示表(9)的表盘指针的偏转角度与渠道(1)内的水深有一一对应的关系。事先将计算或标定好的相应水深对应的流量数值刻画在流量指示表(9)的表盘上，通过读取流量指示表(9)上的表盘指针指向的表盘流量刻度，获得流量具体数值。具有投入小，可靠性高，使用方便的特点。

Description

末级渠道流量计

技术领域：

本发明涉及一种明渠流量测量装置，尤其涉及一种低成本的灌溉末级渠道流量测量装置。

背景技术：

灌区量水是合理调度灌溉水源、正确执行用水计划、加强用水管理的必要措施，是按方收费的前提，也是衡量灌溉管理水平和灌溉水利用率高低的重要技术手段。

灌溉渠系量水，一般是在渠系上特设量水堰、量水槽等量水建筑物，通过量水建筑物主体段过水断面的科学收缩，使其上下游形成一定的水位落差，从而得到较为稳定的水位流量关系。水位的监测是利用特设量水建筑物进行流量计算的基础工作，目前灌区中采用的水位传感器主要有浮子式传感器、压力式传感器和超声波传感器等。

尽管明渠流量测量技术设备已经相当成熟，但是，由于末级渠道(斗渠、农渠)面广量大，现有的明渠流量测量装置，应用于末级渠道，因为投入、运行、维护等存在问题，制约了在末级渠道量水的运用和推广。因此，末级渠道流量计量一直是农业灌溉用水计量的一个薄弱环节。迫切需要简单、经济、易行、便于群众掌握和接受的末级渠道量水设备。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种经济实用、可靠性高的末级渠道专用量水设备。

本发明的目的是这样实现的：包括垂直水流方向横跨于渠道上方，两端分别固定于对称安放在渠道两侧的流量计支架上的横梁，在流量计横梁的中部安装旋转角度位移传感器，旋转角度位移传感器的转轴平行于流量计横梁，水滴形浮子的小头固定于连杆，连杆的另一端固定于旋转角度位移传感器的转轴上，旋转角度位移传感器的引出线连接在流量指示表上，旋转角度位移传感器采用电位器型角度传感器。

渠道放水后，浮子通过连杆带动旋转角度位移传感器的转轴发生旋转，旋转角度位移传感器将旋转角度位置的机械信号转换为电信号，通过旋转角度位移传感器的引出线，传送到流量指示表上，使流量指示表的表盘指针的偏转角度与渠道内的水深有一一对应的关系。事先将计算或标定好的相应水深对应的流量数值刻画在流量指示表的表盘上，通过读取流量指示表上的表盘指针指向的表盘流量刻度，获得流量具体数值。

流量刻度的获得分为两种情况。长度大于20倍最大水深时，渠道内形成明渠均匀流，用明渠均匀流公式计算流量。根据渠道内不同水深，按下列公式计算通过渠道的相应流量，刻画在流量指示表的表盘上。

Q = AC \sqrt{Ri}

式中，Q——流量(m³/s)；

A——过水断面面积(m²)；

i——水力坡降，与渠底纵坡相同；

R——过水断面水力半径(m)，

R = \frac{A}{X};

X——湿周(m)；

C——明渠谢才系数，

C = \frac{1}{n} R^{1 / 6}

n——糙率系数，可以实测，也可参考下列数值：光滑木板时，n＝0.012；混凝土时，n＝0.014；转石块砌筑时，n＝0.015。

对于非明渠均匀流，可以选择典型渠段，实测获得水深——流量关系曲线，以此为依据，根据渠道内不同水深，截取该曲线上对应的流量数值，刻画在流量指示表的表盘上，用于类似的渠段流量测量。

本发明具有如下积极效果：

省去了量水堰、量水槽等特设量水建筑物，投入大幅度降低；发明的末级渠道流量计结构简单，造价低廉，大量应用，可以节省巨额的投入；简单的结构，拆卸移动非常方便，流动循环使用，减少了被盗的几率；无需培训，只需简单的讲解，就可熟练使用；结构简单，发生故障的几率小，可靠性高。

附图说明：

图1为安放在渠道上的末级渠道流量计的俯视图。

图2为安放在渠道上的末级渠道流量计的垂直剖面图。

图3为末级渠道流量计实施例的电路图。

具体实施方式：

一种末级渠道专用量水计，如图1、图2所示，包括：垂直水流方向横跨于渠道1上方，两端分别固定于对称安放在渠道1两侧的流量计支架2上的横梁3，在流量计横梁3的中部安装旋转角度位移传感器4，旋转角度位移传感器4的转轴5平行于流量计横梁3，水滴形浮子7的小头固定于连杆6，连杆6的另一端固定于旋转角度位移传感器4的转轴5上，旋转角度位移传感器4的引出线8连接在流量指示表9上，旋转角度传感器4采用电位器型角度位移传感器。

渠道1放水后，浮子7通过连杆6带动旋转角度位移传感器4的转轴5发生旋转，旋转角度位移传感器4将旋转角度位置的机械信号转换为电信号，通过旋转角度位移传感器4的引出线8，传送到流量指示表9上，使流量指示表9的表盘指针的偏转角度与渠道1内的水深有一一对应的关系。事先将计算或标定好的相应水深对应的流量数值刻画在流量指示表9的表盘上，通过读取流量指示表9上的表盘指针指向的表盘流量刻度，获得流量具体数值。

流量刻度的获得分为两种情况。长度大于20倍最大水深时，渠道内形成明渠均匀流，用明渠均匀流公式计算流量。根据渠道内不同水深，按下列公式计算通过渠道的相应流量，刻画在流量指示表9的表盘上。

Q = AC \sqrt{Ri}

式中，Q——流量(m³/s)；

A——过水断面面积(m²)；

i——水力坡降，与渠底纵坡相同；

R——过水断面水力半径(m)，

R = \frac{A}{X};

X——湿周(m)；

C——明渠谢才系数，

C = \frac{1}{n} R^{1 / 6}

对于非明渠均匀流，可以选择典型渠段，实测获得水深——流量关系曲线，以此为依据，根据渠道内不同水深，截取该曲线上对应的流量数值，刻画在流量指示表9的表盘上，用于类似的渠段流量测量。

实施例电路如图3所示，1为电池组，2、3为抗干扰滤波电容，4为三端稳压集成电路，5为满度调整电位器，，6为电位器型旋转角度位移传感器，7为防抖滤波电容，8为指针型直流电压表。

Claims

1.一种灌溉末级渠道专用量水装置，包括垂直水流方向横跨于渠道(1)上方，两端分别固定于对称安放在渠道(1)两侧的流量计支架(2)上的横梁(3)，在流量计横梁(3)的中部安装旋转角度位移传感器(4)，旋转角度位移传感器(4)的转轴(5)平行于流量计横梁(3)，水滴形浮子(7)的小头固定于连杆(6)，连杆(6)的另一端固定于旋转角度位移传感器(4)的转轴(5)上，旋转角度位移传感器(4)的引出线(8)连接在流量指示表(9)上。

2.根据权利要求1所述的一种灌溉末级渠道专用量水装置，其特征在于：渠道(1)放水后，浮子(7)通过连杆(6)带动旋转角度位移传感器(4)的转轴(5)发生旋转，旋转角度位移传感器(4)将旋转角度位置的机械信号转换为电信号，通过旋转角度位移传感器(4)的引出线(8)，传送到流量指示表(9)上，使流量指示表(9)的表盘指针的偏转角度与渠道(1)内的水深有一一对应的关系，事先将计算或标定好的相应水深对应的流量数值刻画在流量指示表(9)的表盘上，通过读取流量指示表(9)上的表盘指针指向的表盘流量刻度，获得流量具体数值。

3.根据权利要求1所述的一种灌溉末级渠道专用量水装置，其特征在于：所述的旋转角度位移传感器(4)采用电位器型角度位移传感器。