本發(fā)明涉及一種雙閘位閘門量水系統(tǒng)及方法，屬于水利行業(yè)閘門量水及測控技術領域。

背景技術：

目前，水利行業(yè)中，閘門是最常用的量水設備，閘門量水需要通過測量閘門閘板的閘位，得到閘道過水斷面，在此基礎上計算過閘流量，但在實際應中，閘門的閘板經常提升過高從而離開水面，使得實際有效的閘位無法測量，因而大大限制了閘門量水的應用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種雙閘位閘門量水系統(tǒng)及方法，通過采集實際閘位和閘道水位得到有效的閘道過水斷面，解決背景技術中存在的上述問題。

本發(fā)明的技術方案是：

一種雙閘位閘門量水系統(tǒng)，包含閘道、閘板、閘位傳感器和閘道水位傳感器，閘板匹配在閘道中，閘板與啟閉機構連接；閘位傳感器匹配設置在閘板或啟閉機構上，閘道水位傳感器設置在閘道上。

還設有測控主機，測控主機包含單片機電路、通訊接口、電源和水位傳感器，單片機電路分別連接通訊接口、電源和水位傳感器，單片機電路還分別連接閘位傳感器和閘道水位傳感器。

所述水位傳感器數(shù)量至少一個；

所述通訊接口可以是現(xiàn)地通訊模塊或遠程通訊模塊，或二者兼有。

一種雙閘位閘門量水方法，包含如下步驟：

①閘板匹配在閘道中，閘板與啟閉機構連接；閘位傳感器匹配設置在閘板或啟閉機構上，閘道水位傳感器設置在閘道上。

還設有測控主機，測控主機包含單片機電路、通訊接口、電源和水位傳感器，單片機電路分別連接通訊接口、電源和水位傳感器，單片機電路還分別連接閘位傳感器和閘道水位傳感器。

②閘板低于或等于閘道水面時，測控主機采集水位傳感器數(shù)據(jù)和閘位傳感器數(shù)據(jù)，并根據(jù)其采集值判斷流態(tài)，通過對應公式計算過閘流量；

閘板高于閘道水面時，通過閘道水位傳感器代替閘位傳感器測量閘道過水斷面，并根據(jù)其采集值判斷流態(tài)，通過對應公式計算過閘流量。

③所述閘位傳感器和閘道水位傳感器二者在同一時刻只能有一個采集的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，將閘位傳感器和閘道水位傳感器的數(shù)值進行比較，數(shù)值小者為有效數(shù)據(jù)，采用該有效數(shù)據(jù)通過對應公式計算過閘流量。

所述對應公式，為本領域公知公用的計算公式，通過流速面積法計算過閘流量。閘門量水是通過測量閘道過水斷面和渠道水位，并根據(jù)其采集值判斷流態(tài)，通過對應公式計算過閘流量。但是，在實際應用中，閘板經常高于閘道水位，當閘板底沿高于水面時，與閘板相匹配的閘位傳感器就無法有效的測量出真正的過水斷面，也就無法測量出真實的過閘流量。在這種情況下，由于閘道的寬度已知，本發(fā)明通過閘道水位傳感器測量出閘道水位代替閘位，也就可以得到閘道的過水斷面，也就可以計算出真實的過閘流量。因此，無論閘板是否在水中，以閘位傳感器和閘道水位傳感器測量值低者為有效數(shù)值，進行計算，即可得到閘道的過水斷面，也就可以計算出真實的過閘流量。

所述閘板的啟閉機構，為公知的機構，如啟閉機。

所述閘道、閘板、閘位傳感器、閘道水位傳感器、測控主機、單片機電路、通訊接口、電源和水位傳感器是市面上可見的公知技術，可以根據(jù)需要自行組裝或購買。

本發(fā)明的有益效果：采用本發(fā)明，農業(yè)灌溉渠道的過閘流量在閘板全開的情況下能夠實現(xiàn)閘門量水，無論閘板高低，無論閘板是否在水中，都可以實現(xiàn)過閘流量監(jiān)測，從而增大閘門量水系統(tǒng)在廣大平原地區(qū)的應用，因為在平原地區(qū)的農業(yè)灌溉渠道，灌溉季節(jié)閘板經常會完全打開。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例測控主機結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例閘道主視圖；

圖3是本發(fā)明實施例閘道側視圖；

圖中：閘道1、閘板2、閘位傳感器3、閘道水位傳感器4、測控主機5、單片機電路6、通訊接口7、電源8、水位傳感器9、渠水10。

具體實施方式

以下結合附圖，通過實施例對本發(fā)明做進一步說明。

一種雙閘位閘門量水系統(tǒng)，包含閘道1、閘板2、閘位傳感器3和閘道水位傳感器4，閘板匹配在閘道中，閘板與啟閉機構連接；閘位傳感器匹配設置在閘板或啟閉機構上，閘道水位傳感器設置在閘道上。

還設有測控主機5，測控主機包含單片機電路6、通訊接口7、電源8和水位傳感器9，單片機電路分別連接通訊接口、電源和水位傳感器，單片機電路還分別連接閘位傳感器和閘道水位傳感器。

所述水位傳感器數(shù)量至少一個；

所述通訊接口可以是現(xiàn)地通訊模塊或遠程通訊模塊，或二者兼有。

一種雙閘位閘門量水方法，包含如下步驟：

①閘板匹配在閘道中，閘板與啟閉機構連接；閘位傳感器匹配設置在閘板或啟閉機構上，閘道水位傳感器設置在閘道上；

還設有測控主機5，測控主機包含單片機電路6、通訊接口7、電源8和水位傳感器9，單片機電路分別連接通訊接口、電源和水位傳感器，單片機電路還分別連接閘位傳感器和閘道水位傳感器；

②閘板低于或等于閘道水面時，測控主機采集水位傳感器數(shù)據(jù)和閘位傳感器數(shù)據(jù)，單片機電路根據(jù)其采集值判斷流態(tài)，通過對應公式計算過閘流量；

閘板高于閘道水面時，通過閘道水位傳感器代替閘位傳感器測量閘道過水斷面，單片機電路根據(jù)其采集值判斷流態(tài)，通過對應公式計算過閘流量；

③所述閘位傳感器和閘道水位傳感器二者在同一時刻只能有一個采集的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，將閘位傳感器和閘道水位傳感器的數(shù)值進行比較，數(shù)值小者為有效數(shù)據(jù)，采用該有效數(shù)據(jù)通過對應公式計算過閘流量。

所述對應公式，為本領域公知公用的計算公式，通過流速面積法計算過閘流量。閘門量水是通過測量閘道過水斷面和渠道水位，并根據(jù)其采集值判斷流態(tài)，通過對應公式計算過閘流量。但是，在實際應用中，閘板經常高于閘道水位，當閘板底沿高于水面時，與閘板相匹配的閘位傳感器就無法有效的測量出真正的過水斷面，也就無法測量出真實的過閘流量。在這種情況下，由于閘道的寬度已知，本發(fā)明通過閘道水位傳感器測量出閘道水位代替閘位，也就可以得到閘道的過水斷面，也就可以計算出真實的過閘流量。因此，無論閘板是否在水中，以閘位傳感器和閘道水位傳感器測量值低者為有效數(shù)值，進行計算，即可得到閘道的過水斷面，也就可以計算出真實的過閘流量。