明渠水位流量监测积算仪表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及灌区输配水明渠水位流量监测计量领域，具体地说是一种明渠水位流量监测积算仪表。
【背景技术】
[0002]稳定和促进粮食生产、实现13亿人口的粮食安全是我国长期坚持的一项基本国策。粮食生产对灌溉水量的需求非常巨大，而我国又是水资源非常短缺的国家，人均水资源占有量位居世界各国排序的100多位。在我国总用水量中灌溉水量占70%以上，发展节水农业是稳定和促进粮食生产、实现社会经济可持续发展的必由之路。
[0003]灌区是粮食生产的重要场所，灌区内大量密布的干渠、支渠、斗渠、农渠是进行灌溉的输配水的敞开式明渠。为了促进农业节水发展粮食生产，国家正在推行定额灌溉和按计量付费灌溉，改变过去那种大水漫灌按亩收费的落后生产方式。而按计量付费灌溉的基础是对灌溉用水量进行精准计量。在敞开式明渠上进行精准计量一直是困扰灌区灌溉计量的难题。
[0004]传统的计量方法是用流速仪，由人工每天或几天在主要渠段测一次水位或流速。这种测流方式效率低、劳动强度大、用一天或几天一次的测流数据代表全天候24小时的数据精度很低。实际上，大多数灌区并不测流，就是按灌溉地亩数收费，造成灌溉水量的严重浪费。
[0005]采用进口先进的高精度的明渠超声波流量计固然计量精准，但对于有着面广量大、特别斗农渠数量巨大的灌区，在近期安装使用价格昂贵的明渠超声波流量计是极不现实的。
[0006]水资源的极其短缺、发展粮食生产的现实紧要，迫切需要开发一种有较高计量精度、价格便宜、操作使用方便的明渠水位流量监测积算仪表。
【发明内容】
[0007]为解决上述问题，本实用新型提供了一种明渠水位流量监测积算仪表，能够在整个灌溉季节进行全天候24小时每时每刻的水位流量监测、数据记录并上传，在计算机上就能了解、查阅全灌区各测流渠段的水位流量情况，使灌区灌溉计量工作变得实时精准、方便快捷、科学尚效。
[0008]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0009]—种明渠水位流量监测积算仪表，包含有设置于仪表外壳内的电源隔离降压模块、外接水位传感器、水位信号隔离采集模块、CPU处理器、只读存储器、通信模块、显示屏、面板按键模块和电子时钟，所述电源隔离降压模块、外接水位传感器、水位信号隔离采集模块、CPU处理器、只读存储器、通信模块和显示屏顺次连接，所述电源隔离降压模块与CPU处理器连接，所述CPU处理器与显示屏和电子时钟连接，所述面板按键模块设置于仪表外壳的表面，并与电子时钟和显示屏连接，其中:
[0010]所述电源隔离降压模块作为仪表供电的安全屏障，将电压将至仪表元器件所需要电压；
[0011]所述水位信号隔离采集模块对外接水位传感器采集的水位信号进行防外部干扰、隔离保护和暂存；
[0012]所述CPU处理器把水位信号隔离采集模块送来的水位信号进行分析判断处理、瞬时流量计算和累积水量积算、仪表掉电数据保存及数据实时刷新；
[0013]所述显示屏实时依次显示明渠标准渠段或明渠标准流槽的水位数据、瞬时流量数据和累积水量数据；
[0014]所述面板按键设定明渠标准渠段与明渠标准流槽的转换、有关参数如明渠标准渠段参数或明渠标准流槽参数、仪表地址、流量单位转换、累积水量积算时长。
[0015]所述外接水位传感器设置为一只或者两只，放置于明渠标准渠段或明渠标准流槽内。
[0016]本实用新型设计了外接水位传感器、水位信号隔离采集模块、CPU处理器、通信模块、显示屏等，可监测明渠标准渠段的I个水位或监测明渠标准流槽的上下游2个水位、再将该水位数据经分析判别处理、带入相应公式进行积算得到与该水位对应的瞬时流量数据和累积水量数据，并能将该水位流量数据在仪表上进行储存查阅，还具有485通信功能将数据发送到上位机供储存和查阅，通过该仪表可大幅度提升灌溉管理中的计量精度、计量效率和灌溉收费管理功效及技术水平。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述:
[0019]如图1所示，该明渠水位流量监测积算仪表，包含有设置于仪表外壳内的电源隔离降压模块2、外接水位传感器3、水位信号隔离采集模块4、CPU处理器5、只读存储器6、通信模块7、显示屏8、面板按键模块9和电子时钟10，所述电源隔离降压模块2、外接水位传感器3、水位信号隔离采集模块4、CPU处理器5、只读存储器6、通信模块7和显示屏8顺次连接，所述电源隔离降压模块2与CPU处理器5连接，所述CPU处理器5与显示屏8和电子时钟10连接，所述面板按键模块9设置于仪表外壳的表面，并与电子时钟10和显不屏8连接，其中:
[0020]所述电源隔离降压模块2作为仪表供电的安全屏障，将电压将至仪表元器件所需要电压；
[0021]所述水位信号隔离采集模块4对外接水位传感器3采集的水位信号进行防外部干扰、隔离保护和暂存；
[0022]所述CPU处理器5把水位信号隔离采集模块4送来的水位信号进行分析判断处理、瞬时流量计算和累积水量积算、仪表掉电数据保存及数据实时刷新；
[0023]所述显示屏8实时依次显示明渠标准渠段或明渠标准流槽的水位数据、瞬时流量数据和累积水量数据；
[0024]所述面板按键9设定明渠标准渠段与明渠标准流槽的转换、有关参数如明渠标准渠段参数或明渠标准流槽参数、仪表地址、流量单位转换、累积水量积算时长。
[0025]作为优选的方式，所述外接水位传感器3设置为一只或者两只，放置于明渠标准渠段或明渠标准流槽内。
[0026]本实施例中，明渠标准渠段或明渠标准流槽11是规范修筑的整体明渠的一部分，其作用是规整水流流态和放置外接水位传感器3的。所述电源隔离降压模块2是作为仪表供电的安全屏障起隔离防噪作用并将电压降至仪表元器件所需要电压，外部供电电源I为本实用新型提供外接的直流电源，所述电源隔离降压模块2的输入端与所述外部供电电源I连接、输出端与所述外接水位传感器3和所述CPU处理器5相连接为二者供电，所述外接水位传感器3为I只或2只，放置在明渠标准渠段或明渠标准流槽11内，所述外接水位传感器3的信号线接到所述水位信号隔离采集模块4上，所述水位信号隔离采集模块4的作用是对采集的水位信号进行防外部干扰、隔离保护和暂存，再输送给所述CHJ处理器5，所述CPU处理器5是整个仪表的核心部件其作用是把水位信号隔离采集模块4送来的水位信号进行分析判断处理、瞬时流量计算和累积水量积算、仪表掉电数据保存及数据实时刷新等，所述只读存储器6的作用是存放所述CPU处理器5的处理数据、有关程序及参数设定值等，带有所述面板按键9的显示屏8与所述只读存储器6相连，所述显示屏8可实时依次显示明渠标准渠段或明渠标准流槽的水位数据、瞬时流量数据和累积水量数据，所述面板按键9可设定明渠标准渠段与明渠标准流槽的转换、有关参数如明渠标准渠段参数或明渠标准流槽参数、仪表地址、流量单位转换、累积水量积算时长等，所述通信模块7与所述只读存储器6相连，所述通信模块7的作用是将仪表存储的水位流量数据发送到上位机进行记录储存供日后查阅，所述电子时钟10与所述CPU处理器5和所述面板按键9连接，其作用是作为仪表的背景时间以记录仪表水位流量监测事件发生的每时每刻。
[0027]本实用新型安装在灌区各干渠、支渠、斗渠、农渠的修筑有明渠标准渠段或明渠标准流槽的测流部位上，采用一定的防雨水和防盗措施后，即可在整个灌溉季节进行全天候24小时每时每刻的进行水位流量监测、数据记录并上传，这样足不出户在计算机上就能了解、查阅全灌区各测流渠段的水位流量情况，使灌区灌溉计量工作变得实时精准、方便快捷、科学高效。
[0028]当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种明渠水位流量监测积算仪表，其特征在于，包含有设置于仪表外壳内的电源隔离降压模块(2)、外接水位传感器(3)、水位信号隔离采集模块(4)、CPU处理器(5)、只读存储器(6)、通信模块(7)、显示屏(8)、面板按键模块(9)和电子时钟(10)，所述电源隔离降压模块(2)、外接水位传感器(3)、水位信号隔离采集模块(4)、CPU处理器(5)、只读存储器(6)、通信模块(7)和显示屏(8)顺次连接，所述电源隔离降压模块(2)与CPU处理器(5)连接，所述CPU处理器(5)与显示屏(8)和电子时钟(10)连接，所述面板按键模块(9)设置于仪表外壳的表面，并与电子时钟(10)和显示屏(8)连接，其中: 所述电源隔离降压模块(2)作为仪表供电的安全屏障，将电压将至仪表元器件所需要电压； 所述水位信号隔离采集模块(4)对外接水位传感器(3)采集的水位信号进行防外部干扰、隔离保护和暂存； 所述CPU处理器(5)把水位信号隔离采集模块(4)送来的水位信号进行分析判断处理、瞬时流量计算和累积水量积算、仪表掉电数据保存及数据实时刷新； 所述显示屏(8)实时依次显示明渠标准渠段或明渠标准流槽的水位数据、瞬时流量数据和累积水量数据； 所述面板按键(9)设定明渠标准渠段与明渠标准流槽的转换、有关参数如明渠标准渠段参数或明渠标准流槽参数、仪表地址、流量单位转换、累积水量积算时长。2.根据权利要求1所述的明渠水位流量监测积算仪表，其特征在于，所述外接水位传感器(3)设置为一只或者两只，放置于明渠标准渠段或明渠标准流槽内。
【专利摘要】<b>本实用新型公开了一种明渠水位流量监测积算仪表，涉及灌区输配水明渠水位流量监测计量领域，包含有设置于仪表外壳内的电源隔离降压模块、外接水位传感器、水位信号隔离采集模块、</b><b>CPU</b><b>处理器、只读存储器、通信模块、显示屏、面板按键模块和电子时钟，所述电源隔离降压模块、外接水位传感器、水位信号隔离采集模块、</b><b>CPU</b><b>处理器、只读存储器、通信模块和显示屏顺次连接，所述电源隔离降压模块与</b><b>CPU</b><b>处理器连接，所述</b><b>CPU</b><b>处理器与显示屏和电子时钟连接，所述面板按键模块设置于仪表外壳的表面，并与电子时钟和显示屏连接。本实用新型能够在整个灌溉季节进行全天候</b><b>24</b><b>小时每时每刻的水位流量监测、数据记录并上传，使灌区灌溉计量工作变得实时精准、方便快捷。</b>
【IPC分类】G01F23/00, G01F1/00
【公开号】CN205246165
【申请号】CN201520986167
【发明人】马树升, 陈祥磊, 马腾远, 樊铭京
【申请人】山东农业大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月3日