一种退水闸流量测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及水利工程技术领域，具体涉及一种退水闸流量测量装置。


背景技术：

2.近几年随着我国水利工程建设的跨越式发展，已经实现了跨流域大流量的调水。
3.为了弥补缺水地区的水资源的不足，改善缺水地区的生态环境，水利部门通过调水工程的退水闸门放水对区域河流进行补水。在调水工程中，退水闸主要是单孔平板闸门，水工结构基本一致，其主要作用是事故退水使用，所以闸门处没有安装流量检测仪器。为了保证水资源的合理应用，管理机构一般通过预估法计算补水量，但无法实获取退水闸即时的流量。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种退水闸流量测量装置解决了目前无法实时获取退水闸即时流量的问题。
5.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种退水闸流量测量装置，包括：闸门开度仪、超声波水位仪、信号采集模块和处理器；
7.所述闸门开度仪和超声波水位仪均与信号采集模块的输入端通信连接；
8.所述信号采集模块的输出端和处理器通信连接。
9.本实用新型的有益效果为：集成了闸门开度仪和超声波水位仪，通过超声波水位仪现场实时监测退水闸的闸门前渠道水位深度；并通过闸门开度仪获取闸门开度的实时值；由处理器进行数据处理，得到退水闸出水流量的实时值。弥补了退水闸流量实时测量的技术空白。
10.进一步地，所述信号采集模块包括：电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、低压差线性稳压芯片u1、运算放大器u2和运算放大器u3；
11.所述电容c1的一端与低压差线性稳压芯片u1的输入端vin连接，并作为信号采集模块的直流5v电源输入端；
12.所述电容c1的另一端接地；
13.所述低压差线性稳压芯片u1的公共端gnd接地，其输出端vout分别与电容c2的一端、运算放大器u2的供电端和运算放大器u3的供电端连接；
14.所述电容c2的另一端接地；
15.所述电阻r1的一端分别与电容c3的一端和运算放大器u2的同相输入端连接，并作为信号采集模块的第一传感电流输入端iin1；
16.所述电阻r1的另一端接地；
17.所述电容c3的另一端接地；
18.所述运算放大器u2的公共端接地，其反相输入端分别与电容c4的一端、电阻r2的一端和电阻r3的一端连接；
19.所述电容c4的另一端接地；
20.所述电阻r2的另一端接地；
21.所述电阻r3的另一端与运算放大器u2的输出端连接，并作为信号采集模块的第一输出端vout1；
22.所述电阻r4的一端分别与电容c5的一端和运算放大器u3的同相输入端连接，并作为信号采集模块的第二传感电流输入端iin2；
23.所述电阻r4的另一端接地；
24.所述电容c5的另一端接地；
25.所述运算放大器u3的公共端接地，其反相输入端分别与电容c6的一端、电阻r5的一端和电阻r6的一端连接；
26.所述电容c6的另一端接地；
27.所述电阻r5的另一端接地；
28.所述电阻r6的另一端与运算放大器u3的输出端连接，并作为信号采集模块的第二输出端vout2；
29.所述信号采集模块的第一传感电流输入端iin1与闸门开度仪通信连接；
30.所述信号采集模块的第二传感电流输入端iin2与超声波水位仪通信连接；
31.所述信号采集模块的第一输出端vout1和第二输出端vout2均与处理器通信连接。
32.上述进一步方案的有益效果为：市场上常见的闸门开度仪和超声波水位仪均以4至20ma电流输出作为传感信号输出，因此需要电流电压转换电路，本实用新型信号采集模块的电路，采用低压差线性稳压芯片提供稳定的供电，通过运算放大器实现电流电压转换电路，将电流信号转换为电压信号，并将电压信号传递给处理器。
33.进一步地，所述低压差线性稳压芯片u1的型号为lm1117-3.3。
34.进一步地，所述运算放大器u2和运算放大器u3的型号为lmc6482。
35.进一步地，所述闸门开度仪的型号为kd-i。
36.进一步地，所述超声波水位仪的型号为gut801。
附图说明
37.图1为本实用新型实施例提供的一种退水闸流量测量装置的结构示意图；
38.图2为本实用新型实施例的信号采集模块电路图；
39.其中附图标记为：1、闸门开度仪；2、超声波水位仪；3、信号采集模块；4、处理器；5、退水闸；6、闸门附属建筑物；7、水体。
具体实施方式
40.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
41.如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，一种退水闸流量测量装置，包括：闸门开度仪1、超声波水位仪2、信号采集模块3和处理器4；
42.闸门开度仪1的型号为kd-i，和超声波水位仪2均与信号采集模块3的输入端通信连接。超声波水位仪2的型号为gut801。信号采集模块3的输出端和处理器4通信连接。
43.如图2所示，信号采集模块3包括：电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、低压差线性稳压芯片u1、运算放大器u2和运算放大器u3。
44.电容c1的一端与低压差线性稳压芯片u1的输入端vin连接，并作为信号采集模块3的直流5v电源输入端；电容c1的另一端接地；低压差线性稳压芯片u1的公共端gnd接地，其输出端vout分别与电容c2的一端、运算放大器u2的供电端和运算放大器u3的供电端连接；电容c2的另一端接地；电阻r1的一端分别与电容c3的一端和运算放大器u2的同相输入端连接，并作为信号采集模块3的第一传感电流输入端iin1；电阻r1的另一端接地；电容c3的另一端接地；运算放大器u2的公共端接地，其反相输入端分别与电容c4的一端、电阻r2的一端和电阻r3的一端连接；电容c4的另一端接地；电阻r2的另一端接地；电阻r3的另一端与运算放大器u2的输出端连接，并作为信号采集模块3的第一输出端vout1；电阻r4的一端分别与电容c5的一端和运算放大器u3的同相输入端连接，并作为信号采集模块3的第二传感电流输入端iin2；电阻r4的另一端接地；电容c5的另一端接地；运算放大器u3的公共端接地，其反相输入端分别与电容c6的一端、电阻r5的一端和电阻r6的一端连接；电容c6的另一端接地；电阻r5的另一端接地；电阻r6的另一端与运算放大器u3的输出端连接，并作为信号采集模块3的第二输出端vout2；信号采集模块3的第一传感电流输入端iin1与闸门开度仪1通信连接；信号采集模块3的第二传感电流输入端iin2与超声波水位仪2通信连接；信号采集模块3的第一输出端vout1和第二输出端vout2均与处理器4通信连接。
45.市场上常见的闸门开度仪和超声波水位仪均以4至20ma电流输出作为传感信号输出，本实施例所采用的kd-i型闸门开度仪和gut801型超声波水位仪均为4至20ma电流输出，因此需要电流电压转换电路。本实用新型信号采集模块的电路，采用低压差线性稳压芯片提供稳定的供电，通过运算放大器实现电流电压转换电路，将电流信号转换为电压信号，并将电压信号传递给处理器。
46.本实用新型所提供的退水闸流量测试装置在使用过程中，如图1所示，闸门开度仪1安装于退水闸5上，而超声波水位仪2悬挂在闸门前渠道的水体7上，由此，闸门开度仪1获取了闸门开度值k，超声波水位仪2获取了闸门前水深h，处理器4便可处理得到退水闸流量。
47.本实用新型实施例的处理器4，是由模数转换器adc和时序逻辑数字集成电路组成的硬件设备，模数转换器adc将信号采集模块3的电压信号转换为数字信号，时序逻辑数字集成电路为专用集成电路asic。本实施例的asic通过固定连接的硬件减法器、除法器、乘法器和开方计算器实现退水闸流量的处理。
48.综上，本实用新型集成了闸门开度仪和超声波水位仪，通过超声波水位仪现场实时监测退水闸的闸门前渠道水位深度；并通过闸门开度仪获取闸门开度的实时值；由处理器进行数据处理，得到退水闸出水流量的实时值。弥补了退水闸流量实时测量的技术空白。
49.本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的
一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
50.本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。