一種適用于田間灌溉的柵板式水量計量及控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于田間灌溉的柵板式水量計量及控制裝置，屬于農田水利技術領域。
【背景技術】
[0002]水資源是人們日益關注的重大問題，我國農業用水占全國總用水量的近70%，其中的90%消耗于農田灌溉，灌溉農業對糧食生產的支撐作用無可取代。然而，隨著我國社會經濟的快速發展，灌區灌溉中存在的問題也越來越突出，如灌區工程老化導致輸配水功能衰竭，我國北方水資源較少但浪費水的現象嚴重、用水效率和生產率較低等等。目前，灌區內各個用水戶及用水機構間的矛盾嚴重，日益短缺的水資源已成為影響灌區進一步發展的重要問題。因此大力配置合理且高效的量水設施，實行有效節水、定額供水和按量收費已成為迫切任務；由于歷史原因，我國相當一部分灌區水費的收取是按面積或按畝收費，而不是按用水量收費；同時，一些地區的農田灌溉用水基本是福利水，農民灌溉不交水費或水費很低、多灌少灌一個樣；這些問題給農業水資源的利用控制管理帶來困難，造成了灌溉用戶節水意識不強、大力漫灌、水資源浪費現象嚴重。
[0003]灌區節水是指采用先進的管理技術措施，以較少的水量滿足農作物正常生長的用水需求，其實施的先決條件是田間灌溉用水的準確計量。灌區量水雖然不是直接的節水措施，但它卻是農業用水合理分配及采取高新節水措施的基礎性工作；實踐證明，灌區量水是提高灌區管理水平和用水效率的有力措施，也是核訂和按方計征水費的可靠依據；然而，多年來我國除了少數設有研宄項目的灌區外，絕大多數只是在輸水渠道設置一些簡陋的量水設施，計量方法也大多采用傳統人工模式，精度較低。
[0004]近年來，隨著我國現代農業建設水平的逐步提高，機械自動化和電子技術已經越來越多地應用到灌區的量水中，因而也產生了一大批新型的量水設備；但是這些量水設施往往存在著使用范圍有限、造價較高、后期維護困難等缺點，如現有大型量水設備在保證量測精度的同時會造成水頭損失，它們的投資較大、設備較復雜；高精度儀表量程較小且易受損壞、維護較難；過水堰和計量槽易受水流沖擊損壞且精度較低；與此同時，現有的計量裝置往往只設定在干、支渠中，只能對這些主干渠道的過水量進行計量，但是對單個灌溉用戶的用水量無法準確計量；因此，目前我國灌區亟需一種適用于末級渠道的農田灌溉用水計量和節水控制裝置，在精確計量灌溉用水的同時能節約成本、便于維護，做到灌區水量的節約和灌溉效率的提高。
【發明內容】
[0005]本發明提出了一種適用于田間灌溉的柵板式水量計量及控制裝置，其目的在于對田間灌溉用水量的準確計量及自動控制，從而實現水資源的利用效率及灌溉水量智能化控制。
[0006]本發明的技術解決方案:一種適用于田間灌溉的柵板式水量計量及控制裝置，其特征在于:包括過水箱、入水閘門、透水柵板、電磁鎖、控制器、直線位移傳感器；其中過水箱安裝于溝渠護坡中，入水的一側安裝有入水閘門，出水的一側安裝有透水柵板，直線位移傳感器安裝于過水箱出水一側的頂部，控制器固定在過水箱的頂部并與直線位移傳感器和電磁鎖連接，控制器接收直線位移傳感器的信號，還能控制電磁鎖的開啟和關閉。
[0007]本發明所達到的有益效果:
1)通過連續測量透水柵板對水流的阻滯高度來計量過水量，原理簡單、計量準確、計量范圍寬；
2)通過更換具有不同透水率的柵板，可使本發明適用于各種水流量的場合，適應性強；
3)由入水閘門、消波板和穩流板共同構成過水穩流結構，可以最大程度地減小溝渠內流速波動對出水流量的影響，提高水量監測精度；
4)對具有一定的過水阻力，在溝渠中大量安裝條件下，有利于保持溝渠網絡內的水頭穩定，從而有效的避免上游和下游田塊灌溉水量分配不均衡的問題；
5)采用水量計量和閘門控制一體化結構，當實際過水量超過預置過水總量時，通過觸發電磁鎖關閉入水閘門，從而自動停止灌溉，有效的避免了水資源的浪費；
6)易于實現遠程網絡自動控制，從而對灌溉用水進行合理配置，大幅度提高水資源的使用效率；
7)本發明裝置結構簡單，便于安裝，非灌溉期可以方便取走。
【附圖說明】
[0008]附圖1是本發明的主視圖(入水閘門處于開啟位置)；
附圖2是本發明的主視圖(入水閘門處于關閉位置)；
附圖3是本發明的右視圖。
[0009]圖中的I是溝渠護坡、2是水面、3是過水箱、4是入水閘門、5是電磁鎖、6是控制器、7是直線位移傳感器、8是透水柵板、9是田塊、10是浮標、11是后段水位、12是消波板、13是中段水位。
【具體實施方式】
[0010]如圖1、圖2和圖3所示，一種適用于田間灌溉的柵板式水量計量及控制裝置，其結構在于:包括過水箱3、入水閘門4、透水柵板8、電磁鎖5、控制器6、直線位移傳感器7 ;其中過水箱3安裝于溝渠護坡I中，入水的一側安裝有入水閘門4，出水的一側安裝有透水柵板8，直線位移傳感器7安裝于過水箱3出水一側的頂部，控制器6固定在過水箱3的頂部并與直線位移傳感器7和電磁鎖5連接，控制器6接收直線位移傳感器7的信號，還能控制電磁鎖5的開啟和關閉。
[0011 ] 所述過水箱3為一長方體中空箱體，其左側開口，右側固定有透水柵板8，箱體壁厚3cm~5cm，采用工程塑料整體成形；過水箱3安裝于灌溉渠道靠近田塊9 一側的溝渠護坡I中，過水箱3底部內邊緣與渠道底部齊平，渠內的水可流入過水箱3內。
[0012]所述過水箱3內部安裝有消波板12。
[0013]所述入水閘門4安裝于過水箱3入水側頂部的卡槽內，閘門厚度為1cm，材質為不銹鋼；入水閘門4的寬度與過水箱3的內寬相同，高度等于過水箱3的外部高度，入水閘門4可在卡槽內垂直上升或下降，用于開啟和關閉過水箱3。
[0014]所述透水柵板8寬度和高度均與過水箱3的外部寬度和高度相同。
[0015]所述透水柵板8均勻開設有若干條尺寸相同的縱向透空縫隙，縫隙高度小于透水柵板8高度2~4cm，過水箱3內的水可通過這些縫隙流出。
[0016]所述消波板12垂直安裝于過水箱3的中部，消波板12的寬度與過水箱3內部寬度相同，其高度低于溝渠內的水面2高度5cm~10cm，用于穩定過水箱3的中段水位13，從而減小水波浪對過水箱3的后段水位11的影響，提高測量精度。
[0017]所述直線位移傳感器7的下部與浮標10連接。
[0018]所述水位檢測裝置包括直線位移傳感器7和球形浮標10 ;直線位移傳感器7采用LffH型接觸式電阻位移傳感器，分辨率為0.01mm。球形浮標10固定于直線位移傳感器7伸縮桿的底部，浮標10可漂浮于水面并帶動直線位移傳感器7的伸縮桿產生垂向位移，從而測量后段水位11的變化量。
[0019]所述電磁鎖5有兩個，兩個電磁鎖5水平安裝于過水箱進水側頂部，電磁鎖5處于開啟狀態時鎖芯伸出，鎖芯可插入入水閘門4上對應的鎖孔內，使得入水閘門4保持提升狀態，渠內的水可進入到過水箱4中；當電磁鎖5處于關閉狀態時鎖芯從入水閘門4的鎖孔內抽出，使得入水閘門4落下從而關閉過水箱3。
[0020]所述控制器6由SP/V型信號變送放大器、單片機程控模塊、電磁鎖驅動器及相關電路組成，其中信號變送放大器可將直線位移傳感器7采集的水位信號放大并轉換為數字信號傳遞給單片機程控模塊，單片機程控模塊可將水位轉換為瞬時過水量并進行累計；當累計過水量值達到預設過水量時，單片機程控模塊向電磁鎖驅動器發出觸發信號，從而驅動電磁鎖5進行開啟和關閉動作。