一种基于底坡的量测水装置的制作方法

1.本实用新型涉及量测水领域，特别是涉及一种基于底坡的量测水装置。


背景技术：

2.现场调研发现，目前新疆灌区在灌溉水中含沙量较大时量测水设施存在量测水精度不高的问题。经过专业分析发现，新疆灌区农业用水主要为雪山融水，洪水期灌溉水中携带有大量泥沙，由于量水设施的阻挡，降低了灌溉水的行进流速，泥沙大量淤积在量水设施前，目前现有的薄壁堰具有固定的堰高，水体泥沙含量较大时，容易造成堰前渠槽淤积，导致水位量测数据不准，致使按薄壁堰相应公式计算的流量误差较大。这一问题也是我国北方地区一个普遍存在的问题。
3.基于上述问题，亟需一种新的量测水装置以提高量测水的精度。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于底坡的量测水装置，可避免量测水设施处的泥沙淤积，提高量测水数据的精度。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.一种基于底坡的量测水装置，所述基于底坡的量测水装置包括：
7.薄壁堰，安装在待测渠道的流量监测断面上，所述薄壁堰的底部开设有冲砂孔；在所述待测渠道的流量监测断面行进渠槽段设计有一底坡；量测水装置量测渠道水位时，降下挡水闸封住冲砂孔，使渠道中水量全部从薄壁堰上通过；水位量测完后，提起挡水闸，使沉积在薄壁堰前的泥沙由水流冲刷携带至薄壁堰下游，清空薄壁堰前的泥沙淤积；通过对渠道流量监测断面行进渠槽段底坡的设计调整使渠道内的水流具有将薄壁堰前淤积泥沙清空冲刷携带至薄壁堰后的流速。
8.终端控制器，用于在测量水位时产生检测控制信号及启动控制信号，并在接收到渠道中流经的水位时产生关闭控制信号，将所述待测渠道中的水位发送至云平台；
9.挡水闸门，设置在所述薄壁堰上对应所述冲砂孔的位置，用于打开或封堵所述冲砂孔，所述挡水闸门的宽度大于所述冲砂孔的宽度；
10.电机，设置在所述薄壁堰上，并分别与所述挡水闸门及所述终端控制器连接，用于根据所述启动控制信号或关闭控制信号控制所述挡水闸门的启闭；
11.量水设施，设置在所述薄壁堰上，并与所述终端控制器连接，用于根据所述检测控制信号测量待测渠道中的水位，并将所述待测渠道中的水位发送至所述终端控制器。
12.可选地，所述冲砂孔的高度小于所述薄壁堰高度的1/2。
13.可选地，所述量水设施包括：
14.支架，固定在待测渠道上对应所述薄壁堰的位置；
15.支臂，固定在所述支架上，向待测渠道的上游伸出；
16.雷达液位计，设置在所述支臂上，与所述终端控制器连接，用于根据所述检测控制
信号测量所述待测渠道中的水位，并将所述待测渠道中的水位发送至所述终端控制器。
17.可选地，所述量水设施还包括：
18.摄像头，设置在所述支臂的末端，与所述终端控制器连接，用于获取所述挡水闸门及所述电机的图像，并将所述图像发送至所述终端控制器；
19.所述终端控制器还用于检测所述挡水闸门及所述电机的运行状态，在所述挡水闸门或所述电机发生故障时，产生故障信息，并将所述故障信息及所述图像发送至云平台。
20.可选地，所述基于底坡的量测水装置还包括：
21.蓄电池，分别与所述电机、所述雷达液位计、所述摄像头及所述终端控制器连接，用于为所述电机、所述雷达液位计、所述摄像头及所述终端控制器供电；
22.太阳板，位于所述支架正中竖向伸出的支杆上，并与所述蓄电池连接，用于为所述蓄电池供电。
23.可选地，所述基于底坡的量测水装置还包括：
24.闸门轨道，与所述薄壁堰固定连接，所述挡水闸门通过所述闸门轨道进行上下运动。
25.可选地，所述基于底坡的量测水装置还包括：
26.丝杆，分别与所述挡水闸门及所述电机连接，用于在所述电机的控制下控制所述挡水闸门的启闭。
27.可选地，所述基于底坡的量测水装置还包括：
28.封水槛，设置在所述薄壁堰底部对应所述挡水闸门的位置。
29.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：在薄壁堰的下部开设冲砂孔，当需要测量水流量时，控制挡水闸门封堵冲砂孔，使渠道中行进的水流无渗漏全部流经薄壁堰，量水设施对待测渠道中的水位进行全部计量，不需要测量水流量时，控制挡水闸门打开冲砂孔，将淤积在量水设施前的泥沙通过冲砂孔冲挟至下游，避免了量测水设施处的泥沙淤积，保证了量测水数据的精度。
附图说明
30.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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本实用新型基于底坡的量测水装置的结构详图；
32.图2为本实用新型基于底坡的量测水装置的模块结构示意图；
33.图3为本实用新型量测水装置的安装位置与渠道内水流方向的结构示意图；
34.图4为挡水闸门开启冲砂孔的结构详图；
35.图5为挡水闸门关闭冲砂孔的结构详图；
36.图6为薄壁堰各部分尺寸的示意图。
37.符号说明：
38.薄壁堰-1，终端控制器-2，挡水闸门-3，电机-4，量水设施-5，雷达液位计-51，摄像头-52，支架-53，支臂-54，蓄电池-6，太阳板-7，闸门轨道-8，封水槛-9，丝杆-10，底坡-11，
渠道-12，冲砂孔-13，云平台-14；
39.薄壁堰安装宽度-b1，边宽-t，堰宽-b，堰上水头-h，口高-h，堰高-p，薄壁堰安装深度-p1。
具体实施方式
40.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。
41.本实用新型的目的是提供一种基于底坡的量测水装置，在薄壁堰的下部开设冲砂孔，当需要测量水流量时，控制挡水闸门封堵冲砂孔，使渠道中行进的水流无渗漏全部流经薄壁堰，量水设施对渠道中流经的水流进行全部计量，不需要测量水流量时，控制挡水闸门打开冲砂孔，将淤积在量水设施前的泥沙通过冲砂孔冲挟至下游，避免了量测水设施处的泥沙淤积，提高了量测水数据的精度。
42.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
43.如图1和图2所示，本实用新型基于底坡的量测水装置包括：薄壁堰1、终端控制器2、挡水闸门3、电机4以及量水设施5。
44.具体地，如图3所示，所述薄壁堰1安装在待测渠道的流量监测断面上，所述薄壁堰1的底部开设有冲砂孔13；在所述待测渠道的流量监测断面行进渠槽段设计有一底坡11。合理设置底坡能使渠道内的水流具有将薄壁堰前淤积泥沙通过冲沙孔清空冲刷携带至薄壁堰后的流速。优选地，所述冲砂孔13 的高度小于所述薄壁堰1高度的1/2。在本实施例中，所述冲砂孔13的高度为140mm。所述薄壁堰1为矩形薄壁堰1。所述冲砂孔13的形状为矩形或圆形。
45.所述终端控制器2用于在测量水流量时产生检测控制信号及启动控制信号，并在接收到渠道中流经的水位时产生关闭控制信号，将所述待测渠道中的水位发送至云平台14。
46.如图4和图5所示，所述挡水闸门3设置在所述薄壁堰1上对应所述冲砂孔13的位置，所述挡水闸门3用于打开或封堵所述冲砂孔13，所述挡水闸门3的宽度大于所述冲砂孔13的宽度。在本实施例中，所述挡水闸门3 的高度为150mm。所述挡水闸门3的高度大于所述冲砂孔13的高度，所述冲砂孔13的顶部距薄壁堰1的堰顶160mm。当挡水闸门3完全提起紧贴在薄壁堰1上部实体部分，且挡水闸门3的上下缘均距薄壁堰1的实体部分上下缘有一定距离，冲砂孔13处于全开状态时，挡水闸门3不会额外阻滞水流从冲砂孔13及堰顶通行。
47.优选地，所述挡水闸门3设置在所述薄壁堰1的进水侧。由于薄壁堰1 具有一定厚度，则开设在所述薄壁堰1上的冲砂孔13必然也具有一定厚度，将挡水闸门3设置所述薄壁堰1的进水侧，进一步避免在闸门关闭时，冲砂孔13的厚度部分形成泥沙淤积。
48.所述电机4设置在所述薄壁堰1上，并分别与所述挡水闸门3及所述终端控制器2连接，所述电机4用于根据所述启动控制信号或关闭控制信号控制所述挡水闸门3的启闭。
49.所述量水设施5设置在所述薄壁堰1上，并与所述终端控制器2连接，所述量水设施
5用于根据所述检测控制信号测量待测渠道中的水位，并将所述待测渠道中的水位发送至所述终端控制器2。
50.进一步地，所述量水设施5包括：支架53、支臂54以及雷达液位计51。其中，所述支架53固定在待测渠道上对应所述薄壁堰1的位置；所述支臂 54固定在所述支架53上，向待测渠道的上游伸出。
51.所述雷达液位计51设置在所述支臂54上，并所述终端控制器2连接，所述雷达液位计51用于根据所述检测控制信号测量所述待测渠道中的水位。在本实施例中，所述雷达液位计51位于支架53正中水平向上游伸出3倍～6 倍堰顶最大水头支臂54处。通过雷达液位计51可精确测量量测水装置前的待测渠道的水位。
52.可选地，所述量水设施5还包括摄像头52。
53.具体地，所述摄像头52设置在所述支臂54的末端，并与所述终端控制器2连接，所述摄像头52用于获取所述挡水闸门3及所述电机4的图像。
54.所述终端控制器2分别与所述挡水闸门3、所述电机4及所述摄像头52 连接，所述终端控制器2还用于检测所述挡水闸门3及所述电机4的运行状态，在所述挡水闸门3或所述电机4发生故障时，产生故障信息，并将所述故障信息及所述图像发送至云平台14；
55.所述终端控制器2通过4g模块与云平台14通信。
56.当挡水闸门3在运行过程中出现卡堵无法启闭时，终端控制器2将检测出的故障并上传云平台14，云平台14将故障信息推送至维护人员手机处，管理人员启动摄像头52对故障信息进行验证后，系统将其导航至现场根据手机故障提示，对故障进行排除。
57.所述基于底坡的量测水装置还包括蓄电池6及太阳板7。所述蓄电池6 分别与所述电机4、所述雷达液位计51、所述摄像头52及所述终端控制器2 连接，所述蓄电池6用于为所述电机4、所述雷达液位计51、所述摄像头52 及所述终端控制器2供电；
58.所述太阳板7位于所述支架53正中竖向伸出的支杆上，并与所述蓄电池6连接，用于为所述蓄电池6供电。
59.进一步地，所述基于底坡的量测水装置还包括闸门轨道8。所述闸门轨道8与所述薄壁堰1固定连接，所述挡水闸门3通过所述闸门轨道8进行严丝合缝地上下运动。优选地。所述闸门轨道8通过焊接与薄壁堰1成为一个整体，主要起导向挡水闸门3上下启闭的作用，同时与挡水闸门3紧密结合起到封水效果。
60.更进一步地，所述基于底坡的量测水装置还包括丝杆10。所述丝杆10 分别与所述挡水闸门3及所述电机4连接，所述丝杆10用于在所述电机4 的控制下控制所述挡水闸门3的启闭。所述丝杆10与焊接在所述挡水闸门3 顶部正中的丝杆10螺母配合起到启闭挡水闸门3的作用，当电机4带动丝杆10旋转时，固定在挡水闸门3顶部正中的丝杆10螺母随着丝杆10的旋转上下运动，进而带动挡水闸门3进行启闭。
61.优选地，所述基于底坡的量测水装置还包括封水槛9。所述封水槛9设置在所述薄壁堰1底部对应所述挡水闸门3的位置。封水槛9通过焊接与闸门轨道8、薄壁堰1为一体，配合闸门轨道8、挡水闸门3进行封水，防止水从闸门缝隙渗漏，影响水量测量精度。
62.可选地，所述基于底坡的量测水装置还包括减速机。所述减速机安装在支架53的顶部正中位置，所述减速机与所述丝杆10机械连接。
63.需要量测待测渠道的水位时，云平台14控制系统自动智能化落下挡水闸门3，渠道
水流全部通过量水设施5，系统通过雷达、超声波等水位量测设备智能化读取量测水设施施测断面的水位，再由系统智能化计算出相应的过水流量。如图6所示为矩形薄壁堰1的各部分的尺寸及安装深度。
64.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。
65.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；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。

技术特征：
1.一种基于底坡的量测水装置，其特征在于，所述基于底坡的量测水装置包括：薄壁堰，安装在待测渠道的流量监测断面上，所述薄壁堰的底部开设有冲砂孔；在所述待测渠道的流量监测断面行进渠槽段设计有一底坡；终端控制器，用于在测量水位时产生检测控制信号及启动控制信号，并在接收到待测渠道中的水位时产生关闭控制信号，将所述待测渠道中的水位发送至云平台；挡水闸门，设置在所述薄壁堰上对应所述冲砂孔的位置，用于打开或封堵所述冲砂孔，所述挡水闸门的宽度大于所述冲砂孔的宽度；电机，设置在所述薄壁堰上，并分别与所述挡水闸门及所述终端控制器连接，用于根据所述启动控制信号或关闭控制信号控制所述挡水闸门的启闭；量水设施，设置在所述薄壁堰上，并与所述终端控制器连接，用于根据所述检测控制信号测量待测渠道中的水位，并将所述待测渠道中的水位发送至所述终端控制器。2.根据权利要求1所述的基于底坡的量测水装置，其特征在于，所述冲砂孔的高度小于所述薄壁堰高度的1/2。3.根据权利要求1所述的基于底坡的量测水装置，其特征在于，所述量水设施包括：支架，固定在待测渠道上对应所述薄壁堰的位置；支臂，固定在所述支架上，向待测渠道的上游伸出；雷达液位计，设置在所述支臂上，与所述终端控制器连接，用于根据所述检测控制信号测量所述待测渠道中的水位，并将所述待测渠道中的水位发送至所述终端控制器。4.根据权利要求3所述的基于底坡的量测水装置，其特征在于，所述量水设施还包括：摄像头，设置在所述支臂的末端，与所述终端控制器连接，用于获取所述挡水闸门及所述电机的图像，并将所述图像发送至所述终端控制器；所述终端控制器还用于检测所述挡水闸门及所述电机的运行状态，在所述挡水闸门或所述电机发生故障时，产生故障信息，并将所述故障信息及所述图像发送至云平台。5.根据权利要求4所述的基于底坡的量测水装置，其特征在于，所述基于底坡的量测水装置还包括：蓄电池，分别与所述电机、所述雷达液位计、所述摄像头及所述终端控制器连接，用于为所述电机、所述雷达液位计、所述摄像头及所述终端控制器供电；太阳板，位于所述支架正中竖向伸出的支杆上，并与所述蓄电池连接，用于为所述蓄电池供电。6.根据权利要求1所述的基于底坡的量测水装置，其特征在于，所述基于底坡的量测水装置还包括：闸门轨道，与所述薄壁堰固定连接，所述挡水闸门通过所述闸门轨道进行上下运动。7.根据权利要求1所述的基于底坡的量测水装置，其特征在于，所述基于底坡的量测水装置还包括：丝杆，分别与所述挡水闸门及所述电机连接，用于在所述电机的控制下控制所述挡水闸门的启闭。8.根据权利要求1所述的基于底坡的量测水装置，其特征在于，所述基于底坡的量测水装置还包括：封水槛，设置在所述薄壁堰底部对应所述挡水闸门的位置。

技术总结
本实用新型涉及一种基于底坡的量测水装置，所述基于底坡的量测水装置包括：薄壁堰，安装在待测渠道的流量监测断面上，薄壁堰的底部开设有冲砂孔；待测渠道的流量监测断面行进渠槽段设计有一底坡；终端控制器在测量水位时产生检测控制信号及启动控制信号，并在接收到渠道中的水位时产生关闭控制信号；挡水闸门，设置在薄壁堰上对应冲砂孔的位置，用于打开或封堵冲砂孔，挡水闸门的宽度大于冲砂孔的宽度；电机用于根据启动控制信号或关闭控制信号控制挡水闸门的启闭；量水设施根据检测控制信号测量待测渠道中的水位。通过采取上述措施避免量测水设施处的泥沙淤积，提高了量测水数据的精度。精度。精度。


技术研发人员：高建新 刘洪滨 刘长卫 李春华 徐宏飞 张建强
受保护的技术使用者：新疆云智润科技有限公司
技术研发日：2021.05.06
技术公布日：2022/5/25