一种引水测控装置论文和设计-马荣立

全文摘要

本实用新型公开了一种引水测控装置，当虹吸管出水口被淹没，再利用控制部控制第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭状态，真空泵打开，开始抽取虹吸管内部的空气，等一定时间后形成满管虹吸引流时，虹吸管导通正常输水，关闭真空泵，计量传感器开始工作并实时计量，将流量数据传输给控制部汇集成累计值。当控制部流量的累计值达到设定阈值后，控制第一电磁阀开启，第二电磁阀开启，以使外界空气进入虹吸管，虹吸管进气后真空被破坏，虹吸引水停止。采用真空泵控制虹吸自动取水全过程，利用计量传感器精准测量实时流量，实现各级明渠取水小型化、设备化，实现定量配水实时测控一体化，降低了成本以及功耗，使操控更加灵活方便。

主设计要求

1.一种引水测控装置，其特征在于，包括：吸水口用于设置在高水位渠道中、出水口用于设置在低水位渠道中的虹吸管(1)，所述虹吸管(1)通过第一电磁阀(5)与两端分别用于设置在高水位渠道和低水位渠道中的输水汽管(7)连接，所述输水汽管(7)与用于抽吸水气的真空泵(2)连接，所述输水汽管(7)上设置有用于控制通气的第二电磁阀(6)，所述虹吸管(1)内设置有用于测量水量的计量传感器，所述第一电磁阀(5)、所述第二电磁阀(6)、所述计量传感器以及所述真空泵(2)均与控制部控制连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的引水测控装置，其特征在于，所述控制部包括用于现场控制的明渠引水测控终端(3)以及与所述明渠引水测控终端(3)连接的用于远程控制的物联网通讯控制终端(4)。

3.根据权利要求2所述的引水测控装置，其特征在于，所述控制部与所述真空泵(2)均与用于供电的蓄电池(8)连接。

4.根据权利要求3所述的引水测控装置，其特征在于，所述虹吸管(1)为U形虹吸管。

5.根据权利要求4所述的引水测控装置，其特征在于，所述第一电磁阀(5)为常闭型电磁水气阀，所述第二电磁阀(6)为常开型电磁水气阀。

6.根据权利要求5所述的引水测控装置，其特征在于，所述常闭型电磁水气阀通过排气控制信号线与所述明渠引水测控终端(3)连接，所述常开型电磁水气阀通过进气控制信号线与所述明渠引水测控终端(3)连接。

7.根据权利要求6所述的引水测控装置，其特征在于，所述计量传感器为超声波流量计。

8.根据权利要求1至7任一项所述的引水测控装置，其特征在于，所述输水汽管(7)包括进水汽软管和排水汽软管，所述进水汽软管和所述排水汽软管通过所述真空泵(2)连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及水利工程技术领域，更具体地说，涉及一种引水测控装置。

背景技术

现有明渠或者水池、塘堰、水坝等各类引水采用的取水引流、水量量测和开关控制是分离的，取水引流都需要在渠道上破堤开口，水量量测需要修建量水建筑物的同时安装水位测量装置，开关控制引水流入则采用启闭各种各样的闸门(或阀门)来完成。如需要远程测控引水过程，则需要较强的电力供应来保证启闭闸门(或阀门)和传感器及配套的测控通讯终端的供电。

并且在现有技术中，因需要修建闸室和量测水设施，造成土建投资大、建设时间长、占地面积大，为保障闸门启闭一般需要市电作为电力供应才能保障长期工作，成本较高。

综上所述，如何提供一种成本低的、能够实现引水测控一体化的引水测控装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种成本低的、能够实现引水测控一体化的引水测控装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种引水测控装置，包括：吸水口用于设置在高水位渠道中、出水口用于设置在低水位渠道中的虹吸管，所述虹吸管通过第一电磁阀与两端分别用于设置在高水位渠道和低水位渠道中的输水汽管连接，所述输水汽管与用于抽吸水气的真空泵连接，所述输水汽管上设置有用于控制通气的第二电磁阀，所述虹吸管内设置有用于测量水量的计量传感器，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述计量传感器以及所述真空泵均与控制部控制连接。

优选的，所述控制部包括用于现场控制的明渠引水测控终端以及与所述明渠引水测控终端连接的用于远程控制的物联网通讯控制终端。

优选的，所述控制部与所述真空泵均与用于供电的蓄电池连接。

优选的，所述虹吸管为U形虹吸管。

优选的，所述第一电磁阀为常闭型电磁水气阀，所述第二电磁阀为常开型电磁水气阀。

优选的，所述常闭型电磁水气阀通过排气控制信号线与所述明渠引水测控终端连接，所述常开型电磁水气阀通过进气控制信号线与所述明渠引水测控终端连接。

优选的，所述计量传感器为超声波流量计。

优选的，所述输水汽管包括进水汽软管和排水汽软管，所述进水汽软管和所述排水汽软管通过所述真空泵连接。

本实用新型提供的引水测控装置，包括：吸水口用于设置在高水位渠道中、出水口用于设置在低水位渠道中的虹吸管，虹吸管通过第一电磁阀与两端分别用于设置在高水位渠道和低水位渠道中的输水汽管连接，输水汽管与用于抽吸水气的真空泵连接，输水汽管上设置有用于控制通气的第二电磁阀，虹吸管内设置有用于测量水量的计量传感器，第一电磁阀、第二电磁阀、计量传感器以及真空泵均与控制部控制连接。

其中，虹吸管设置在高水位渠道与低水位渠道之间的渠堤上，虹吸管的吸水口位于高水位渠道中，出水口位于低水位渠道中，当上游来水而下游无水时，控制部控制第一电磁阀关闭，防止从虹吸管进水，并将第二电磁阀关闭，防止漏水气，再将真空泵打开，通过真空泵的抽吸将高水位渠道中的水汽通过输水汽管送至低水位渠道，经过一段时间后低水位渠道的虹吸管的出水口被淹没。

当虹吸管的出水口被淹没时，控制部控制第一电磁阀开启，第二电磁阀继续处于关闭状态，真空泵继续处于打开状态，此时开始抽取虹吸管内部的空气，等一定时间后形成满管虹吸引流时，控制部控制第一电磁阀关闭，以防止虹吸管漏气，并将真空泵关闭，此时虹吸管导通正常输水，计量传感器开始工作并实时计量，将流量数据传输给控制部汇集成累计值。

当控制部流量的累计值达到设定阈值后，系统控制真空泵关，第一电磁阀开启，第二电磁阀开启，以使外界空气进入虹吸管，虹吸管进气后真空破坏虹吸引水停止。

本申请采用真空泵控制虹吸自动取水全过程，利用计量传感器精准测量实时流量，实现各级明渠取水小型化、设备化，实现定量配水实时测控一体化，降低了成本以及功耗，使操控更加灵活方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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为本实用新型所提供的明渠引水测控装置的结构示意图。

图1中：

1为虹吸管、2为真空泵、3为明渠引水测控终端、4为物联网通讯控制终端、5为第一电磁阀、6为第二电磁阀、7为输水汽管、8为蓄电池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种成本低的、能够实现引水测控一体化的引水测控装置。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的明渠引水测控装置的结构示意图。

本实用新型所提供的引水测控装置，包括：吸水口用于设置在高水位渠道中、出水口用于设置在低水位渠道中的虹吸管1，虹吸管1通过第一电磁阀与两端分别用于设置在高水位渠道和低水位渠道中的输水汽管7连接，输水汽管7与用于抽吸水气的真空泵2连接，输水汽管7上设置有用于控制通气的第二电磁阀6，虹吸管1内设置有用于测量水量的计量传感器，第一电磁阀 5、第二电磁阀6、计量传感器以及真空泵2均与控制部控制连接。

其中，虹吸管1是使液体产生虹吸现象所用的弯管，虹吸现象的实质是因为液体压强和大气压强而产生。

本实用新型所提供的引水测控装置的可以应用于明渠、水池、塘堰、水坝等位置，具体的，虹吸管1设置在高水位渠道与低水位渠道之间的渠堤上，虹吸管1的进水口位于高水位渠道的水体底部，出水口位于低水位渠道中，且出水口一般低于进水口，便于产生虹吸，也可使出水口与进水口位于同一高度，只需出水口的压强小于进水口的压强，能够产生虹吸即可，当上游来水而下游无水时，控制部控制第一电磁阀5关闭，防止从虹吸管1进水，并将第二电磁阀6关闭，防止漏水气，再将真空泵2打开，通过真空泵2的抽吸将高水位渠道中的水汽通过输水汽管7送至低水位渠道，经过一段时间后低水位渠道的虹吸管1的出水口被淹没。

当虹吸管1的出水口被淹没时，控制部控制第一电磁阀5开启，第二电磁阀6继续处于关闭状态，真空泵2继续处于打开状态，优选的，可以在虹吸管1的出水口设置水量传感器，以检测出水口是否被淹没，当然，也可以通过人工进行判断，之后真空泵2开始抽取虹吸管1内部的空气，等一定时间后形成满管虹吸引流时，控制部控制第一电磁阀5关闭，以防止虹吸管1 漏气，并将真空泵2关闭，此时虹吸管1导通正常输水，计量传感器开始工作并实时计量，将流量数据传输给控制部汇集成累计值。

当控制部流量的累计值达到设定阈值后，控制真空泵2关闭，第一电磁阀5开启，第二电磁阀6开启，使外界空气依次通过第二电磁阀6和第一电磁阀5进入虹吸管1，虹吸管1进气后真空状态被破坏，虹吸引水停止。

本申请采用真空泵2控制虹吸自动取水全过程，利用计量传感器精准测量实时流量，实现各级明渠取水小型化、设备化，实现定量配水实时测控一体化，降低了成本以及功耗，使操控更加灵活方便。

在关于控制部的一种具体实施方式中，控制部包括用于现场控制的明渠引水测控终端3以及与明渠引水测控终端3连接的用于远程控制的物联网通讯控制终端4。

其中，用户可以通过明渠引水测控终端3对明渠引水测控装置的引水测控等操作进行现场控制，操控更加直观快捷，也可以通过物联网通讯控制终端4实现用户远程无线控制，控制部可以采用计算机等装置进行测控。

为了给控制部与真空泵2等部件提供动力，在本具体实施方式中，控制部与真空泵2均与用于供电的蓄电池8连接。

其中，控制部与真空泵2正常工作所需电量相比现有技术中闸门启闭所需的电量要小很多，因而不需要市电作为电力供应保障长期工作，在本申请中，只需要自备的蓄电池8即可完成供电，降低了明渠引水测控装置的投资成本，同时，也使明渠引水测控装置实现了小型化，当然，蓄电池8可以采用铅酸蓄电池8等种类的电池，用户可以根据成本、使用寿命等因素进行选择。

在关于虹吸管1的一种具体实施方式中，虹吸管1为U形虹吸管，其中， U形虹吸管倒置，上游渠中的水因虹吸原理通过U形虹吸管流入下游渠中，完成引水，不需要额外的动力装置，节省了能源，降低了成本，当然，虹吸管1也可以采用类似门形的直管，水的流动距离短，虹吸管1的具体结构与尺寸并无特殊限定，用户可以根据实际情况进行选择。

在关于第一电磁阀5和第二电磁阀6的一种具体实施方式中，第一电磁阀5为常闭型电磁水气阀，第二电磁阀6为常开型电磁水气阀。

其中，常闭型电磁水气阀指线圈没通电时气路是断的，常开型电磁水气阀指线圈没通电时气路是通的。常闭型电磁水气阀的动作原理如下：给线圈通电，气路接通，线圈一旦断电，气路就会断开，这相当于点动。常开型电磁水气阀的动作原理如下：给线圈通电，气路断开，线圈一旦断电，气路就会接通，这也是点动。通常根据持续工作时间长短来选择：常闭、常开、或可持续通电，当电磁阀需要长时间开启，并且持续的时间多余关闭的时间应选用常开型。要是开启的时间短或开和关的时间不多时，则选常闭型，因而第一电磁阀5为常闭型电磁水气阀，第二电磁阀6为常开型电磁水气阀。

优选的，常闭型电磁水气阀通过排气控制信号线与明渠引水测控终端3 连接，常开型电磁水气阀通过进气控制信号线与明渠引水测控终端3连接。排气控制信号线与进气控制信号线一般为铜导线，传输性能好，当然，也可以采用无线信号传输，但是，传输信号相对较差，用户可以根据实际情况进行选择。

在关于计量传感器的一种具体实施方式中，计量传感器为超声波流量计。

其中，超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，工作原理如下：超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。当然，还可以采用其他种类的仪器进行流量或者液位的测量，例如电磁流量计。

在上述具体实施方式的基础上，输水汽管7包括进水汽软管和排水汽软管，进水汽软管和排水汽软管通过真空泵2连接。

其中，真空泵2产生吸力将水吸到进水汽软管中，之后水流由于重力作用沿着排水汽软管流到低水位渠道中，采用软管可以方便布置，且进水汽软管和排水汽软管一般采用塑料或者橡胶材质，防水性较好，且不易腐蚀。

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。

以上对本实用新型所提供的明渠引水测控装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

设计图

一种引水测控装置论文和设计

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