一种测控管一体的灌区计量设备及计量方法与流程

本发明涉及农田灌溉技术领域，更具体的说是涉及一种测控管一体的灌区计量设备及计量方法。

背景技术：

灌溉渠道是连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、毛渠等五级，地形复杂、面积很大的灌区还可增设总干、分干、分支、分斗等多级渠道。

为了达到灌溉、排水、给水、航运及发电等目的，通常需要在渠道上修建一系列建筑物，渠系建筑物型式繁多，进行型式选择时，应根据灌区规划要求、工程任务并全面考虑地形、地质、建筑材料、施工条件、运用管理、安全经济等各种因素加以比较。但是，虽然渠系建筑物可以实现安全输水，合理分配水量，但是一般存在以下缺陷：

(1)功能单一，现有设备都只能进行测量、控制、管理三个功能中的其中一个，不能满足三个功能同时具备；

(2)测量数据不精确，测量仪器安装在渠道里，若渠道中没有水或者水量不充足，则测量数据不精确，需要人工测量，增大工作量与人力成本；

(3)造价成本高，需要安装十几个甚至更多的传感器去控制各个设备，土建成本也较高，必须建造大型的泵站才能将整个灌区运作起来，并且需要将水布满整个渠系；

(4)灌溉流程繁琐，通常的灌溉方式是在泵站里进行操作，因此必须要提前建立泵站才能进行后续的灌溉操作；

(5)地理环境复杂的地区，安装灌区灌溉的整套设备耗时较长，并且温度较低时无法施工，导致工期延长，灌区灌溉不及时，造成损失等现象。

因此，如何提供一种操作简单、成本低并且测量精确度高的测控管一体的灌区计量设备及计量方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种设备造价低、安装简易并且能够全自动操控的测控管一体的灌区计量设备及计量方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种测控管一体的灌区计量设备，包括第一灌溉渠道、位于所述第一灌溉渠道下游的第二灌溉渠道，所述第一灌溉渠道通过连接管道与所述第二灌溉渠道连通；

所述连接管道内部安装有管道流量计和闸门，并且所述管道流量计设置于所述闸门后方或者前方；

接受所述第二灌溉渠道灌溉的土壤中安装有用于感应需水量的土壤墒情传感器，所述阻挡物与所述土壤墒情传感器通过远程控制设备电连接。

本发明的灌溉设备在灌溉过程中会根据土壤的需水量控制灌溉量，土壤需水量通过土壤墒情传感器感应测量，土壤墒情传感器接收到感应后控制闸门进行阻挡水流，实现测量、控制、管理一体化。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量设备中，所述闸门设置在所述连接管道的末端，位于所述连接管道与所述第二灌溉渠道的交汇处，当需要注水时所述闸门下降，不需要时则收起。

上述技术方案的有益效果是：所述闸门的设置可以有效控制水流，避免过多流水流入第二灌溉渠道，造成第二灌溉渠道内水流过多，浪费水源。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量设备中，所述闸门为电动闸门，由远程控制设备进行控制。当所述第二灌溉渠道需要注水时，远程控制设备控制电动闸门，使其开闸注水，不需要时则关闭电动闸门阻挡水流。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量设备中，所述连接管道为拱形。

上述技术方案的有益效果是：由于所述连接管道为拱形，不进行灌溉时管道中的水会顺势从两端流出，使管道保持洁净。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量设备中，所述第一灌溉渠道与所述连接管道的交汇处设置有细网。

上述技术方案的有益效果是：可以有效防止所述第一灌溉渠道中的泥沙等杂质流入所述连接管道中。

本发明还公开了一种测控管一体的灌区计量方法，包括以下步骤：

(1)所述第一灌溉渠道水量达到饱和时，水流经过所述细网后顺势流入所述连接管道；

上述现象即为虹吸现象，实现虹吸现象的两个主要条件为产生水位差和管道真空。第一灌溉渠道水量达到饱和状态时，水流顺势流入连接管道内，形成水位差；当管道内部的气压与管道外部的气压产生一定的差异，则管道内就处于真空状态，产生虹吸，第一灌溉渠道水流顺势流入连接管道。

(2)水流继续向前流入所述第二灌溉渠道，同时所述管道流量计测得出水量；

(3)水流从所述第二灌溉渠道流出后继续流至土壤中，所述土壤墒情传感器实时检测土壤湿度，将检测数据输送至远程控制设备，并由远程控制设备根据检测数据对所述闸门的状态进行控制。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区灌溉方法中，步骤(3)中，当所述土壤墒情传感器检测到土壤湿度高于设定值时，远程控制设备根据收集到的数据控制所述闸门阻挡水流；当所述土壤墒情传感器检测到土壤湿度低于设定值时，控制所述闸门收起于所述连接管道顶部。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种测控管一体的灌区计量设备及计量方法，不但可以做到测量、还可以做到控制以及计量，多种因素结合集于一体化控制；

此外，本发明的计量设备造价低，安装简易，后期维护更是操作简单，不用高端设备即可做到全自动操控，运用简单的科学原理得到功能齐全的设备，并且本发明的计量设备及计量方法不但能在一般环境和地区正常使用，而且在高寒、无网络等一些特殊地区也可以使用，无区域限制，填补了灌区计量领域的空白。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图。

在图中：

1为第一灌溉渠道、2为第二灌溉渠道、3为连接管道、4为管道流量计、5为闸门、6为土壤墒情传感器、7为细网。

具体实施方式

下面将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。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。

本发明实施例公开了一种测控管一体的灌区计量设备，包括第一灌溉渠道1、位于第一灌溉渠道1下游的第二灌溉渠道2，第一灌溉渠道1通过连接管道3与第二灌溉渠道2连通；

连接管道3内部安装有管道流量计4和闸门5，并且管道流量计4设置于闸门5后方；

接受第二灌溉渠道2灌溉的土壤中设置有用于感应需水量的土壤墒情传感器6，闸门5与土壤墒情传感器6通过远程控制设备电连接。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量设备中，闸门5设置在连接管道3的末端，位于连接管道3与第二灌溉渠道2的交汇处，当需要注水时闸门5下降，不需要时则收起。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量设备中，闸门5为电动闸门，由远程控制设备进行控制。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量设备中，连接管道3为拱形。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量设备中，第一灌溉渠道1与连接管道3的交汇处设置有细网7。

本发明还公开了一种采用上述测控管一体的灌区计量设备的计量方法，包括以下步骤：

(1)所述第一灌溉渠道水量达到饱和时，水流经过所述细网后顺势流入所述连接管道；

(2)水流继续向前流入所述第二灌溉渠道，同时所述管道流量计测得出水量；

(3)水流从所述第二灌溉渠道流出后继续流至土壤中，所述土壤墒情传感器实时检测土壤湿度，将检测数据输送至远程控制设备，并由远程控制设备根据检测数据对所述闸门的状态进行控制。

优选的，在上述一种测控管一体的灌区计量方法中，步骤(3)中，当所述土壤墒情传感器检测到土壤湿度高于设定值时，远程控制设备根据收集到的数据控制所述闸门阻挡水流；当所述土壤墒情传感器检测到土壤湿度低于设定值时，控制所述闸门收起于所述连接管道顶部。

上述一种测控管一体的灌区计量设备，可在远程通过软件平台调节闸门控制设备从而控制水量大小，并且通过管道流量计实时精准计量水量，将数据实时传回至系统平台，为决策提供数据依据和水费计收提供数据支撑，达到精准计量、精准计收，为国家节水政策提供基础的硬件设备。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。