本發(fā)明涉及閘門自動化控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種斷面式一體化閘門系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來國家在灌區(qū)積極推行“供水到戶”、“農(nóng)民用水戶協(xié)會”等灌溉用水管理制度和灌區(qū)基層管理體制改革，有效提升了灌區(qū)廣大用水戶節(jié)水、用水計量的意識，為農(nóng)業(yè)灌溉實(shí)施“總量控制，定額用水，計量灌溉”管理創(chuàng)造了條件。然而，目前灌區(qū)明渠量測水設(shè)備雖然較多，如流速儀、自記水位計、超聲波水位計、雷達(dá)水位計、量水堰、量水槽，以及利用渠道建筑物設(shè)施量測水等。但這些方法在量水過程中存在著安裝較繁、投資較多、測水不直觀、功能單一等問題，尚不滿足灌區(qū)斗、農(nóng)末級渠系“運(yùn)用簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、量水直觀、符合精度”的量水技術(shù)要求。因此，研究解決灌區(qū)先進(jìn)實(shí)用、直讀方便、滿足精度、造價低廉、農(nóng)戶歡迎，適用灌區(qū)斗、農(nóng)末級渠系量水的設(shè)備，是新形勢下灌區(qū)用水管理的迫切需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種斷面式一體化閘門系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的一體式閘門對安裝條件要求比較嚴(yán)格，在安裝前需要進(jìn)行相應(yīng)的、較繁瑣的、工作量較大的土建改造，產(chǎn)品成本和人工費(fèi)用都較高等問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種斷面式一體化閘門系統(tǒng)，所述斷面式一體化閘門系統(tǒng)包括控制箱、分別與所述控制箱電連接的流量測量機(jī)構(gòu)和本地操作臺；

其中，所述控制箱用于控制閘門和/或用于控制所述流量測量機(jī)構(gòu)；所述流量測量機(jī)構(gòu)用于測量過閘流量；所述本地操作臺用于顯示數(shù)據(jù)和接受輸入操作；

所述斷面式一體化閘門系統(tǒng)還包括閘門，所述閘門后方設(shè)置有渠道，所述渠道邊壁內(nèi)側(cè)分別為第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述流量測量機(jī)構(gòu)包括固定于所述第一側(cè)壁的第一固定支架和固定于所述第二側(cè)壁的第二固定支架，所述第一固定支架中朝向所述第二固定支架的一面上設(shè)置有一個超聲波發(fā)射探頭，所述第二固定支架中朝向所述第一固定支架的一面上設(shè)置有一個超聲波接收探頭。

優(yōu)選地，所述控制箱包括順次電連接的主控板、電機(jī)驅(qū)動板、繼電器、電機(jī)、齒輪箱和聯(lián)軸器；

其中，所述齒輪箱通過所述聯(lián)軸器與閘門啟閉機(jī)連接，所述主控板通過控制所述電機(jī)驅(qū)動板來完成所述繼電器的吸合，從而開啟所述電機(jī)，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過所述齒輪箱帶動聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動，從而完成所述閘門啟閉機(jī)的開啟或關(guān)閉。

優(yōu)選地，所述齒輪箱上還設(shè)置有閘位開度計，所述閘位開度計能夠?qū)﹂l門的啟閉高度進(jìn)行測量，并將得到的信息傳遞至所述主控板上進(jìn)行運(yùn)算和處理。

優(yōu)選地，所述控制箱還包括電源開關(guān)、蓄電池和太陽能控制器，所述蓄電池通過所述電源開關(guān)與所述主控板電連接，所述太陽能控制器與所述蓄電池電連接。

優(yōu)選地，所述本地操作臺包括分別與所述主控板電連接的顯示屏、按鍵板和gprs模塊。

優(yōu)選地，所述本地操作臺還包括箱體，所述顯示屏、所述按鍵板和所述gprs模塊都設(shè)置于所述箱體上，所述箱體上還通過液壓桿連接有蓋板。

優(yōu)選地，所述控制箱還包括發(fā)射板和接收板，所述超聲波發(fā)射探頭陣列通過所述發(fā)射板與所述主控板電連接，所述超聲波接收探頭陣列通過所述接收板與所述主控板電連接。

優(yōu)選地，所述渠道邊壁內(nèi)側(cè)的第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁上還固定有與所述主控板電連接的超聲波水位計。

根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種斷面式一體化閘門系統(tǒng)，所述斷面式一體化閘門系統(tǒng)包括控制箱、分別與所述控制箱電連接的流量測量機(jī)構(gòu)和本地操作臺；其中，所述控制箱用于控制閘門和/或用于控制所述流量測量機(jī)構(gòu)；所述流量測量機(jī)構(gòu)用于測量過閘流量；所述本地操作臺用于顯示數(shù)據(jù)和接受輸入操作?，F(xiàn)有的測控一體化閘門采用一體化設(shè)計，將閘門控制功能和流量測量功能集成到一起，適用于新建渠道的閘門自動化和量測水建設(shè)，也可用于已建閘門處的閘門自動化和量測水建設(shè)，不過對安裝條件要求比較嚴(yán)格，在安裝前需要進(jìn)行相應(yīng)的、較繁瑣的、工作量較大的土建改造，產(chǎn)品成本和人工費(fèi)用都較高。本發(fā)明采用分體式安裝，將閘門控制部分和流量測量部分分開。流量測量部分安裝在已建閘門后相對標(biāo)準(zhǔn)的斷面處。因為閘門后相對標(biāo)準(zhǔn)的斷面處水流狀況較簡單，所以斷面式一體化閘門流量測量部分采用兩個超聲波換能器發(fā)射和接收信號適用于已建閘門處的閘門自動化和量測水建設(shè)，不需要對已建閘門進(jìn)行較大的土建改動，費(fèi)用極低，安裝方式也較為便捷。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明提供的斷面式一體化閘門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明提供的斷面式一體化閘門系統(tǒng)中控制箱的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明提供的斷面式一體化閘門系統(tǒng)中本地操作臺的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明提供的斷面式一體化閘門系統(tǒng)中流量測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明提供的斷面式一體化閘門系統(tǒng)的安裝示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1-控制箱2-本地操作臺

3-流量測量機(jī)構(gòu)4-閘門啟閉機(jī)

5-渠道6-閘門

7-第一側(cè)壁8-第二側(cè)壁

101-主控板102-電機(jī)驅(qū)動板

103-繼電器104-電機(jī)

105-齒輪箱106-聯(lián)軸器

107-閘位開度計108-電源開關(guān)

109-蓄電池110-太陽能控制器

111-發(fā)射板112-接收板

201-顯示屏202-按鍵板

203-gprs模塊302-第二固定支架

303-第一固定支架304-超聲波發(fā)射探頭陣列

305-超聲波接收探頭陣列306-超聲波水位計

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

如圖1-圖5所示：本發(fā)明提供了一種斷面式一體化閘門系統(tǒng)，所述斷面式一體化閘門系統(tǒng)包括控制箱1、分別與所述控制箱1電連接的流量測量機(jī)構(gòu)3和本地操作臺2；其中，所述控制箱1用于控制閘門和/或用于控制所述流量測量機(jī)構(gòu)3；所述流量測量機(jī)構(gòu)3用于測量過閘流量；所述本地操作臺2用于顯示數(shù)據(jù)和接受輸入操作；所述斷面式一體化閘門系統(tǒng)還包括閘門6，所述閘門6后方設(shè)置有渠道5，所述渠道5邊壁內(nèi)側(cè)分別為第一側(cè)壁7和第二側(cè)壁8，所述流量測量機(jī)構(gòu)3包括固定于所述第一側(cè)壁7的第一固定支架303和固定于所述第二側(cè)壁8的第二固定支架302，所述第一固定支架303中朝向所述第二固定支架302的一面上設(shè)置有超聲波發(fā)射探頭陣列304，所述第二固定支架302中朝向所述第一固定支架303的一面上設(shè)置有超聲波接收探頭陣列305?，F(xiàn)有的測控一體化閘門采用一體化設(shè)計，將閘門控制功能和流量測量功能集成到一起，適用于新建渠道的閘門自動化和量測水建設(shè)，也可用于已建閘門處的閘門自動化和量測水建設(shè)，不過對安裝條件要求比較嚴(yán)格，在安裝前需要進(jìn)行相應(yīng)的、較繁瑣的、工作量較大的土建改造，產(chǎn)品成本和人工費(fèi)用都較高。本發(fā)明采用分體式安裝，將閘門控制部分和流量測量部分分開。流量測量部分安裝在已建閘門后相對標(biāo)準(zhǔn)的斷面處。因為閘門后相對標(biāo)準(zhǔn)的斷面處水流狀況較簡單，所以斷面式一體化閘門流量測量部分采用兩個超聲波換能器發(fā)射和接收信號，產(chǎn)品成本降低，適用于已建閘門處的閘門自動化和量測水建設(shè)，不需要對已建閘門進(jìn)行較大的土建改動，費(fèi)用極低，安裝方式也較為便捷。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述控制箱1包括順次電連接的主控板101、電機(jī)驅(qū)動板102、繼電器103(這里的繼電器103可以采用本領(lǐng)域人員常用的繼電器型號)、電機(jī)104、齒輪箱105和聯(lián)軸器106；其中，所述齒輪箱105通過所述聯(lián)軸器106與閘門啟閉機(jī)4連接，所述主控板101通過控制所述電機(jī)驅(qū)動板102來完成所述繼電器103的吸合，從而開啟所述電機(jī)104，所述電機(jī)104的轉(zhuǎn)子通過所述齒輪箱105帶動聯(lián)軸器106轉(zhuǎn)動，從而完成所述閘門啟閉機(jī)4的開啟或關(guān)閉；電機(jī)104的轉(zhuǎn)子與齒輪箱105相連接，這里的齒輪箱105由多個相互嚙合的齒輪組成，主要是完成傳動作用，置于齒輪的數(shù)量和設(shè)置位置可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行選擇和設(shè)置，這里的聯(lián)軸器106也是起到傳動作用，可以為本領(lǐng)域人員常用的聯(lián)軸器型號；這里的控制箱1還包括殼體，上述元件都設(shè)置于殼體內(nèi)，外殼采用強(qiáng)度高、塑性好的鋁合金材料加工而成，并采用黑色氧化處理方法對其表面涂層處理以達(dá)到防銹目的。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述齒輪箱105上還設(shè)置有閘位開度計107，所述閘位開度計107能夠?qū)﹂l門的啟閉高度進(jìn)行測量，并將得到的信息傳遞至所述主控板101上進(jìn)行運(yùn)算和處理。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述控制箱1還包括電源開關(guān)108、蓄電池109和太陽能控制器110，所述蓄電池109通過所述電源開關(guān)108與所述主控板101電連接，所述太陽能控制器110與所述蓄電池109電連接；本系統(tǒng)采用太陽能供電，這里的太陽能控制器110至少包括太陽能板和與太陽能板電連接的光電轉(zhuǎn)換器，以將光能轉(zhuǎn)換成電能儲存在蓄電池109中。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述本地操作臺2包括分別與所述主控板101電連接的顯示屏201、按鍵板202和gprs模塊203；這里的顯示屏201用來顯示各種信息，包括閘位、水位、流量等信息，按鍵板202包括兩部分按鍵，一部分控制閘門的按鍵，包括：“上升”、“下降”、“停止”按鍵；另一部分是輸入操作按鍵，包括：光標(biāo)向左移動鍵、光標(biāo)向上一行移動鍵、光標(biāo)向右移動鍵、光標(biāo)向下一行移動鍵、輸入信息保存鍵、取消鍵。gprs模塊203用來實(shí)現(xiàn)閘門的遠(yuǎn)程控制功能。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述本地操作臺2還包括箱體，所述顯示屏201、所述按鍵板202和所述gprs模塊203都設(shè)置于所述箱體上，所述箱體上還通過液壓桿連接有蓋板；這里的箱體可以采用強(qiáng)度和塑性較好的a3鋼加工而成，并在表面噴漆以保護(hù)其不被氧化腐蝕。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述控制箱1還包括發(fā)射板111和接收板112，所述超聲波發(fā)射探頭陣列304通過所述發(fā)射板111與所述主控板101電連接，所述超聲波接收探頭陣列305通過所述接收板112與所述主控板101電連接，采用超聲波時差法進(jìn)行測流速。

在本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，流量測量機(jī)構(gòu)3是安裝在已建閘門的后方相對標(biāo)準(zhǔn)的斷面處。該系統(tǒng)的流量測量機(jī)構(gòu)因為是安裝在已建閘門的后方位置，水流狀態(tài)簡單，所以采用兩個超聲波探頭接收和發(fā)射信號，以減少產(chǎn)品成本。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了更好的得到水位信息，所述渠道的第一側(cè)壁7或第二側(cè)壁8或所述第二固定支架302上還固定有與所述主控板101電連接的超聲波水位計306。

本系統(tǒng)的具體流程為：打開控制箱1上電源開關(guān)108，本地操作臺2的顯示屏201進(jìn)入初始化界面，通過按鍵板202進(jìn)行相應(yīng)的操作動作，相應(yīng)的按鍵動作產(chǎn)生控制信號驅(qū)動主控板101產(chǎn)生發(fā)射信號到發(fā)射板111，發(fā)射板111驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭陣列304發(fā)射超聲波，接收板112接收超聲波接收探頭陣列305的回波信號經(jīng)過濾波、放大、比較器返回主控板101，主控板101對接收到的回波信號進(jìn)行處理，計算，得到過閘流量。

在流量測量過程中，可通過本地操作臺2的“上升”、“下降”、“停止”按鍵對閘門的啟閉進(jìn)行控制，其工作原理是：主控板101根據(jù)本地操作臺2上按鍵產(chǎn)生的控制信號控制電機(jī)驅(qū)動板102，電機(jī)驅(qū)動板102控制繼電器103吸合，實(shí)現(xiàn)電機(jī)104轉(zhuǎn)動，電機(jī)104通過聯(lián)軸器106與閘門啟閉機(jī)4連接，從而控制閘門啟閉。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。