号传递给单片机程控模块，所述单片机程控模块可将升降水箱14的升降次数换算为总过水量。当总过水量值达到预设过水量时，单片机程控模块向电磁锁驱动器发出触发信号，从而驱动电磁锁11进行开启和关闭动作。
[0020]本发明的工作过程:
当实际灌溉用水量未达到设定用水量时，电磁锁11处于开启状态，电磁锁11的锁芯从升降水箱14的锁孔中抽出，使得升降水箱14可在过水箱3中自由升降。当升降水箱14处于上位状态时，其左侧入水口开启，而右侧出水口被过水箱3右侧挡板封闭，沟渠中的水可快速的进入并停留在升降水箱14中，升降水箱14顶部的排气孔12可将箱内封闭的空气排出，从而不阻碍进水过程。进水后的升降水箱14重量大于配重块13的重量，升降水箱14下降至下位状态，同时带动钢丝绳10将配重块13提升一定高度。升降水箱14处于下位状态时其左侧入水口被过水箱3的左侧挡板封闭，而右侧出水口开启，此时沟渠中的水不能进入到升降水箱14中，而升降水箱14中的水从过水箱3右侧出水口快速流入到田块15中。排水后的升降水箱14重量3小于配重块13的重量，升降水箱14会被钢丝绳10牵引提升至上位状态，其顶部触碰行程开关5，从而完成一次进水和排水过程。安装于滑轮支架9上的小惯量阻尼器8用于减缓升降水箱14的上升和下降速度，从而保证了升降水箱14运动过程的平稳，不会产生临界振动现象。行程开关5将采集到的触发信号输入到控制器6中，控制器6可将升降水箱14的升降次数进行累计并转换为过水量； 当实际灌溉用水量已达到设定用水量时，控制器6驱动电磁锁11关闭，电磁锁11的锁芯锁芯插入升降水箱14上对应的锁孔内，使得入升降水箱14保持在上位状态，渠内的水不能通过过水箱3流入田块15中，灌溉过程停止。电磁锁11需经管理员授权后才能再次开启，以控制灌溉用水的合法性。本发明在实施过程中控制器6可实现远程网络化控制和管理，从而实现灌溉过程的水量监控及自动控制；
为了获得较高的流量计量精度，本发明在使用前或调整配重块重量后需进行标定，以获取升降水箱14单次升降动作的过水量值，并输入到控制器6中的单片机程控模块中。
[0021]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:包括过水箱、升降水箱、升降控制装置、行程开关、电磁锁和控制器；其中过水箱安装于沟渠护坡中，内部安装有升降水箱，升降水箱顶部安装有挂钩和定位杆，滑轮支架固定于过水箱顶部，滑轮支架两端安装有滑轮，钢丝绳穿过小惯量阻尼器并分别与挂钩和配重块连接，升降水箱可在过水箱中上下运动；行程开关固定于过水箱顶部内侧，电磁锁固定于过水箱侧壁，所述控制器固定在过水箱的顶部并与行程开关和电磁锁连接，用于接收行程开关的触发信号，还能控制电磁锁的开启和关闭。2.根据权利要求1所述的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:所述过水箱为一长方体中空箱体，其左侧上部开口，右侧下部开口，过水箱安装于灌溉渠道靠近田块一侧的沟渠护坡中，过水箱左侧挡板边缘高于渠道底部10~20cm，渠内的水可流入过水箱内。3.根据权利要求1所述的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:所述升降水箱为一长方体中空箱体，其左侧中部开口，右侧下部开口，升降水箱安装于过水箱的内部，其长度和宽度均与过水箱内部的长、宽相同，其高度低于过水箱内部高度1?20cm。4.根据权利要求1所述的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:所述的升降水箱的顶部中心位置安装有挂钩，升降水箱的顶部还安装有两个定位杆，两个定位杆对称分布于挂钩两侧。5.根据权利要求1所述的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:所述升降控制装置包括滑轮支架、小惯量阻尼器、滑轮、钢丝绳和配重块；所述滑轮支架固定于过水箱顶部，所述滑轮安装于滑轮支架两端，所述小惯量阻尼器固定于滑轮支架的中部，所述钢丝绳穿过小惯量阻尼器和滑轮，钢丝绳两端分别与挂钩和配重块连接。6.根据权利要求1所述的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:所述行程开关固定于过水箱顶部内侧，其安装长度大于定位杆长度5~8mm。7.根据权利要求1所述的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:所述两个电磁锁对称固定于过水箱的侧壁上，当电磁锁处于关闭状态时锁芯伸出，锁芯可插入升降水箱上对应的锁孔内，使得入升降水箱保持在提升位置；当电磁锁处于开启状态时锁芯从升降水箱的锁孔内抽出，使得升降水箱可以在过水箱中自由运动。8.根据权利要求1所述的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:所述控制器与行程开关连接，可接收行程开关采集的开关脉冲信号并转换为过水量。9.根据权利要求1所述的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于:所述控制器还与电磁锁连接，可驱动电磁锁进行开启和关闭动作。10.如权利要求1的一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置的工作过程，其特征是当实际灌溉用水量未达到设定用水量时，电磁锁处于开启状态，电磁锁的锁芯从升降水箱的锁孔中抽出，使得升降水箱可在过水箱中自由升降；当升降水箱处于上位状态时，其左侧入水口开启，而右侧出水口被过水箱右侧挡板封闭，沟渠中的水可快速的进入并停留在升降水箱中，升降水箱顶部的排气孔可将箱内封闭的空气排出，从而不阻碍进水过程；进水后的升降水箱重量大于配重块的重量，升降水箱下降至下位状态，同时带动钢丝绳将配重块提升高度；升降水箱处于下位状态时其左侧入水口被过水箱的左侧挡板封闭，而右侧出水口开启，此时沟渠中的水不能进入到升降水箱中，而升降水箱中的水从过水箱右侧出水口快速流入到田块中；排水后的升降水箱重量小于配重块的重量，升降水箱会被钢丝绳牵引提升至上位状态，其顶部触碰行程开关，从而完成一次进水和排水过程；安装于滑轮支架上的小惯量阻尼器用于减缓升降水箱的上升和下降速度，从而保证了升降水箱运动过程的平稳，不会产生临界振动现象；行程开关将采集到的触发信号输入到控制器中，控制器可将升降水箱的升降次数进行累计并转换为过水量； 当实际灌溉用水量已达到设定用水量时，控制器驱动电磁锁关闭，电磁锁的锁芯锁芯插入升降水箱上对应的锁孔内，使得入升降水箱保持在上位状态，渠内的水不能通过过水箱流入田块中，灌溉过程停止；为了获得较高的流量计量精度，在使用前或调整配重块重量后需进行标定，以获取升降水箱单次升降动作的过水量值，并输入到控制器中的单片机程控模块中。
【专利摘要】本发明公开了一种自升降式灌溉水量精确计量及控制装置，其特征在于：包括过水箱、升降水箱、升降控制装置、行程开关、电磁锁和控制器。过水箱安装于沟渠护坡中，内部安装有升降水箱，升降水箱顶部安装有挂钩和定位杆。滑轮支架固定于过水箱顶部，滑轮支架两端安装有滑轮，钢丝绳穿过小惯量阻尼器并分别与挂钩和配重块连接，升降水箱可在过水箱中上下运动。行程开关固定于过水箱顶部内侧，电磁锁固定于过水箱侧壁，所述控制器固定在过水箱的顶部并与行程开关和电磁锁连接，用于接收行程开关的触发信号，还能控制电磁锁的开启和关闭。本发明具有结构简单、计量精确、易实现远程自动控制等优点，尤其适合实现对田间灌溉用水量的精确计量及控制。
【IPC分类】G05D7/06
【公开号】CN104881051
【申请号】CN201510339965
【发明人】王沛芳, 饶磊, 王超, 敖燕辉, 钱进, 侯俊, 任凌霄
【申请人】河海大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月18日