一種坡耕地徑流組合式流量計制造技術

本實用新型專利技術公開了一種坡耕地徑流組合式流量計，包括水源手閥、發訊水表、翻斗流量計、受水口、止逆閥、PLC可編程控制器。所述水源手閥、發訊水表、受水口均位于橫向水管上，所述水源手閥設置于橫向水管進口端，所述發訊水表設置于水源手閥后面，所述受水口設置于發訊水表后面，所述止逆閥設置于豎向水管頂端，橫向水管與豎向水管呈直角連通。所述翻斗流量計安裝于受水口下端，所述發訊水表和所述翻斗流量計發出的數字信號由所述PLC可編程控制器終端接收并處理。本實用新型專利技術能夠根據徑流量的小、中、大變化過程，自動切換計數方式，既能精確計量出滴水狀態下的水量，又能計量出大流量下的水量，適用范圍廣，實用性強。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種流量計，具體涉及一種坡耕地徑流組合式流量計，屬于水利工程和農學領域。
技術介紹
徑流是大氣降水形成的，并通過流域內不同路徑進入河流、湖泊或海洋的水流。徑流按形成及流經路徑可分為地表徑流、壤中流和地下水流。在同等強度降雨條件下，坡耕地坡度的存在會使坡面的水、土及養分隨徑流水向坡下移動，或者通過滲漏、淋失等形式通過土壤剖面下滲到地下水進而運移到受納水體中，造成大量的泥沙遷移及養分流失，導致水體富營養化。因此，準確獲取一定降水時間段內坡耕地徑流流量變化信息是坡耕地水土平衡及養分流失等動態研究的基礎。目前農業水利工程中應用較多的流量測量裝置有水表，但水表在滴水狀態下不轉動、不進行計量，且在小流量情況下，水表表盤雖轉動，但計量數值誤差大；也有利用雙側翻斗式測量器計算徑流水量的流量計，如張貴龍等（2013）專利技術的“地表徑流自動計量裝置（申請號CN201310243468.9）”，但該裝置翻斗容量較小，在大流量情況下易出現不能及時翻轉的問題；還有以信號檢測為原理的超聲波液體流量計，如日本別莊大介等（2007）專利技術的超聲波流量計（申請號：CN200780048729.4），但該類裝置要求圓管內液體壓力穩定，且僅在液體流速較大時才能保證測量準確度，由于降雨過程中的徑流量變化較大，超聲波流量計難以保證一次降雨過程中的全局精度。另外，由于坡耕地徑流中存在泥沙現象，使用普通小型流量計易造成堵塞現象，無法滿足坡耕地徑流計量要求。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足，本技術提出了一種結構簡單、計量精確、便于安裝實施、可隨著水量的大、中、小變化過程，自由切換計數方式的坡耕地徑流組合式流量計。本技術采用如下技術方案：一種坡耕地徑流組合式流量計，其特征在于，包括：水源手閥，用于連接坡耕地下方的集水槽，控制待計量水源通斷；發訊水表，用于計量大流量的坡耕地徑流水；翻斗流量計，位于發訊水表下游，用于計量小流量的坡耕地徑流水，受水口，設于翻斗流量計上方，用于將部分坡耕地徑流水引入翻斗流量計；橫向水管，用于連接水源手閥、發訊水表和受水口；PLC可編程控制器，與發訊水表計量信號和翻斗流量計計量信號相連，用于匯總發訊水表和翻斗流量計的流量總和以及選擇是否放棄翻斗流量計計量數據。所述PLC可編程控制器能夠接收并處理發訊水表和翻斗流量計發出的數字信號。當被測流量小于或等于臨界值時，PLC可編程控制器自動舍棄水表計數值，存入翻斗流量計計數值；當被測流量大于臨界值時，PLC可編程控制器自動舍棄翻斗流量計計數值，存入水表計數值。作為改進，橫向水管末端設有豎向水管，所述豎向水管用于保證橫向水管內具有一定水壓，使得從水源手閥過來的小流量水全部經過受水口由下方的翻斗流量計計量，豎向水管頂部設有防止水倒流的止逆閥，防止由于豎向水管內水倒流造成的翻斗流量計計量誤差。作為改進，所述翻斗流量計包括集流槽、雙側翻斗和兩個光電計數器，所述集流槽上部用于收集從受水口流出的水，集流槽底部設有出流孔，采用機械式杠桿原理制作的雙側翻斗設于出流孔下方，雙側翻斗對稱設置，其底部中心處設有一根轉軸，雙側翻斗可繞轉軸自由轉動，兩個光電計數器分別設于雙側翻斗兩端下方。作為改進，所述雙側翻斗兩端下方分別設有精度調節器，所述光電計數器位于精度調節器頂部，所述精度調節器為可調節其頂部高度的柱體。作為改進，所述翻斗流量計底部設有帶螺孔的底板，所述精度調節器為一螺桿，所述螺桿上設有兩個螺母，螺桿穿過底板的螺孔，兩個螺母分別位于底板上下將精度調節器固定，通過調節底板上下的精度調節器的兩個螺母，可以實現精度調節器上升或下降。通過精度調節器調節其頂部光電計數器的高度，從而實現翻斗流量計精度調節。作為改進，所述底板上設有排水孔，所述排水孔即可用于排走雙側翻斗流下來的水，也可用于取水樣。本技術的有益效果是：1．能夠根據水量的小、中、大變化過程，自動切換計數方式，既能精確計量出滴水狀態下的水量，又能計量出大流量下的水量，適用范圍廣，實用性強。2.利用機械式杠桿原理，翻斗流量計的精度調節器可調節不同的精度，最低精度1L，最高精度可達5ml。3.采用機械式計數方式，避免電子潮濕問題，不易損壞。4.能夠滿足坡耕地壤中流以及地下水流量測量要求，也適用于含砂率較低的地表徑流測量。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖。圖1中，1-水源手閥，2-發訊水表，3-受水口，4-翻斗流量計，5-雙側翻斗，6-精度調節器，7-排水孔，8-止逆閥，9-PLC可編程控制器，10-集流槽，11-光電計數器，12-轉軸。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本技術做進一步說明。圖中，水源手閥,1，發訊水表2，受水口3，翻斗流量計4，雙側翻斗5，精度調節器6，排水孔7，止逆閥8，PLC可編程控制器9，集流槽10，光電計數器11，轉軸12。參見圖1，本技術包括水源手閥1、發訊水表2、受水口3、翻斗流量計4、止逆閥8、PLC可編程控制器9。具體實施中，水源手閥1、發訊水表2、受水口3均位于橫向水管上，水源手閥1設置于橫向水管進口端，發訊水表2設置于水源手閥1后面，受水口3設置于發訊水表2后面，止逆閥8設置于豎向水管頂端，橫向水管與豎向水管呈直角連通。翻斗流量計4安裝于受水口3下端，發訊水表2和翻斗流量計4發出的數字信號由PLC可編程控制器9終端無線接收并處理。參見圖1，水源手閥1控制組合式流量計的開啟與關閉。參見圖1，發訊水表2的規格為1L/脈沖。參見圖1，受水口3的水管下端為彎管狀，便于引導水流流入翻斗流量計4。參見圖1，所述翻斗流量計4包括集流槽10、雙側翻斗5和兩個光電計數器11，所述集流槽10上部用于收集從受水口3流出的水，集流槽10底部設有出流孔，采用機械式杠桿原理制作的雙側翻斗5設于出流孔下方，雙側翻斗5對稱設置，其底部中心處設有一根轉軸12，雙側翻斗5可繞轉軸自由轉動，兩個光電計數器11分別設于雙側翻斗5兩端下方。所述雙側翻斗5兩端下方分別設有精度調節器6，所述光電計數器11位于精度調節器6頂部，所述精度調節器6為可調節其頂部高度的柱體。所述翻斗流量計4底部設有帶螺孔的底板，所述精度調節器6為一螺桿，所述螺桿上設有兩個螺母，螺桿穿過底板的螺孔，兩個螺母分別位于底板上下將精度調節器6固定，通過調節底板上下的精度調節器6的兩個螺母，可以實現精度調節器6上升或下降，從而調節翻斗流量計計量精度。翻斗流量計4包括雙側翻斗5、精度調節器6和排水孔7。雙側翻斗5利用機械式杠桿原理制做，靈敏度高。精度調節器6可根據需要調節不同的精度，最低為1L,最高可達5ml。所述排水孔7即可用于排走雙側翻斗5流下來的水，也可用于測量過程中取水樣。參見圖1，止逆閥8安裝于豎向水管頂端，防止大流量時通過豎向水管的水發生倒流。參見圖1，PLC可編程控制器9能夠接收并處理發訊水表2和翻斗流量計4發出的數字信號。當被測流量小于或等于31.6L/h時，PLC可編程控制器9自動舍棄發訊水表2計數值，存入翻斗流量計4計數值；當被測流量大于31.6L/h時，發訊水表2和翻斗流量計4同時計數，PLC可編程控制器9根據接收頻率判斷臨界值，采集數據自動舍棄翻斗流量計4計數值，存入發訊水表2計數值。本技術的工作流程如下：降雨開始本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種坡耕地徑流組合式流量計，其特征在于，包括：水源手閥（1），用于連接坡耕地下方的集水槽，控制待計量水源通斷；發訊水表（2），用于計量大流量的坡耕地徑流水；翻斗流量計（4），位于發訊水表（2）下游，用于計量小流量的坡耕地徑流水；受水口（3），設于翻斗流量計（4）上方，用于將部分坡耕地徑流水引入翻斗流量計（4）；橫向水管，用于連接水源手閥（1）、發訊水表（2）和受水口（3）；PLC可編程控制器（9），與發訊水表（2）計量信號和翻斗流量計（4）計量信號相連，用于匯總發訊水表（2）和翻斗流量計（4）的流量總和以及選擇是否放棄翻斗流量計（4）計量數據。

【技術特征摘要】
1.一種坡耕地徑流組合式流量計，其特征在于，包括：水源手閥（1），用于連接坡耕地下方的集水槽，控制待計量水源通斷；發訊水表（2），用于計量大流量的坡耕地徑流水；翻斗流量計（4），位于發訊水表（2）下游，用于計量小流量的坡耕地徑流水；受水口（3），設于翻斗流量計（4）上方，用于將部分坡耕地徑流水引入翻斗流量計（4）；橫向水管，用于連接水源手閥（1）、發訊水表（2）和受水口（3）；PLC可編程控制器（9），與發訊水表（2）計量信號和翻斗流量計（4）計量信號相連，用于匯總發訊水表（2）和翻斗流量計（4）的流量總和以及選擇是否放棄翻斗流量計（4）計量數據。2.根據權利要求1所述一種坡耕地徑流組合式流量計，其特征在于，橫向水管末端設有豎向水管，所述豎向水管用于保證橫向水管內具有一定水壓，使得從水源手閥（1）過來的小流量水全部經過受水口（3）由下方的翻斗流量計（4）計量，豎向水管頂部設有防止水倒流的止逆閥（8）。3.根據權利要求2所述一種坡耕地徑流組合式流量計，其特征在于，所述翻斗流量計（4）包括集流槽（10）、雙側翻斗（5）和兩個光電計數器（11），所述集流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王富慶，高士佩，謝頌華，許雅欣，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：新型
國別省市：湖北;42