闸孔流量控制系统的制作方法

本申请涉及水利自动化技术领域，尤其是涉及一种闸孔流量控制系统。

背景技术：

渠道闸门是渠道水利建设中的重要部分。渠道闸门，铸铁方闸门是一种小型平板闸门，广泛使用于取水输水、市政建设，给水排水、农田灌溉等工程中，通常设置在渠道、涵管的进水口，用作工作闸门调节流量、控制水位，或用作检修闸门关闭孔口挡水。目前在推行的水利自动化，需要通过渠道闸门进线自动调节水位，但是目前闸门的调节还是要现场进行调节，需要人工值守，效率不高。

技术实现要素：

本申请的目的是为了解决上述闸门调节需要现场调节，效率不高的问题，提供一种闸孔流量控制系统。

为达到上述目的，本申请采用的方法是：一种闸孔流量控制系统，包括闸门单元、流量监测系统、控制系统以及电源模块；所述的闸门单元包括闸门、用于测量闸门起吊高度的闸位计以及用于驱动闸门升降的驱动机构；所述的流量监测系统包括电子水位计、电子泥位计以及电子流量计；所述的控制系统包括主控模块、通信模块；所述的主控模块通过通信模块与所述的流量监测系统连接，用于获取流量数据；所述的主控模块与驱动机构连接，用于控制驱动机构驱动闸门升降，所述的远程控制终端与主控模块通过通信模块连接，用于系统的远程控制；所述的电源模块为所述的闸门单元、流量监测系统、控制系统供电。

通过上述技术方案，能够通过控制系统对进行闸门的远程控制，同时通过设置闸位计能够精确地进行闸门开启的高度，并通过流量监测系统监测流量，实现了闸门控制与流量监测自动化，实现闸门本地和远程启闭的自动化控制，同时可接入渠道水位、流量，完成数据的无线上传，使得远程操作更加可视，达到无人值守、合理调度分配，同时实现对水计量和收费管理。同时通过设置电子泥位计、电子水位计进行水位，泥位的测量，采用泥位的测量来修正因为渠道泥沙沉淀与冲刷带来了过流截面面积的变化，给流量计算带来的误差，保证了测量的精度，提高了系统的精确性。

优选的，所述的闸门包括底梁、顶部横梁、左立柱、右立柱、闸板以及与所述的闸板连接的丝杆；在左立柱以及右立柱的内壁上开设有导槽，所述的闸板的两侧分别设置在所述的导槽内，并可在所述的导槽内上下移动，在所述的导槽内设置有用于闸板上下最大位移的限位机构；所述的闸板的上端与所述的丝杆连接，所述的丝杆一端与所述的闸板连接，另一端穿过所述的顶部横梁与驱动机构连接。

通过上述技术方案，通过驱动机构带动丝杆上下移动，从而带动闸板上下移动，进行闸板的开闭，同时通过在导槽内设置限位机构，能够限制闸板的上下最大位移，方式驱动机构的过载。

优选的，所述的闸门还包括一个拼接模块，所述的拼接模块包括底板、边部安装柱以及夹板；所述的底板用于固定到水渠的底面，边部安装柱用于安装到水渠的侧面，所述的夹板设置在边部安装柱与所述的左立柱或者右立柱之间，并分别与所述的边部安装柱以及左立柱或者右立柱连接；所述的底梁、边部安装柱以及夹板的底部均与所述的底板固定连接；在所述的底梁与底板、夹板与底板、边部安装柱与底板、夹板与边部安装柱、夹板与左立柱或者右立柱之间均设有防水胶。

通过上述技术方案，通过在闸板上设置拼接模块，能够实现不同尺寸闸门的快速生产和拼装，在生产的时候，对于闸门只需要生产标准件就可以了，在后续安装的时候，如果尺寸不够，通过现场采用拼接模块和闸门进行拼接就可以了，提高了安装的速度，同时整个拼接模块与闸门连接结构牢靠，强度高。

优选的，在所述的底板上设置有凸块，在所述的底梁的底部设置有凹槽，在所述的边部安装柱以及夹板的底部也设置有与所述的凸块卡合的凹槽。

通过上述技术方案，在底板上设置凸块，在底梁的底部设置有凹槽，在边部安装柱以及夹板的底部也设置有与凸块卡合的凹槽，这样的方式便于底梁、边部安装柱以及夹板与底板之间的快速安装定位。

优选的，所述的驱动机构设置在控制箱内，所述的控制箱设置在所述的顶部横梁上，所述的驱动机构包括步进电机以及丝杆升降机，所述的步进电机驱动所述的丝杆升降机带动丝杆升降。

通过上述技术方案，将驱动机构设置在控制箱内，将控制箱设置在顶部横梁上，通过控制箱能够起到防雨水的作用，提高了驱动机构的使用寿命。

优选的，在所述的控制箱内还设置有一个内箱体，在所述的内箱体内设置有控制电路板，在内箱体的箱门上设置有显示装置以及控制按键。

通过上述技术方案，将内箱体设置在控制箱内，打开控制箱即可调节内箱体上的控制按键，控制闸门的升降。

优选的，所述的电子流量计包括第一安装板以及第二安装板，所述的第一安装板上设置有一组超声波发射探头，在所述第二固定板上设置有超声波接收探头。

通过上述技术方案，将电子流量计采用两个单独的安装板安装到闸门的后方，成本低、安装方便，不需要对整个闸门上的结构进行大的调整。

优选的，所述的电源模块包括蓄电池以及太阳能电板，所述的太阳能电板通过光伏控制器与所述的蓄电池连接。

通过上述技术方案，采用蓄电池和太阳能电板结合供电的方式，简化了现场的布线，同时充分利用了太阳能，也能够节约成本。

优选的，所述的电子水位计以及电子泥位计分别为超声波水位计和超声波泥位计，所述的超声波水位计和超声波泥位计分别通过支架设置在所述的顶部横梁上。

通过上述技术方案，通过采用超声波水位计和超声波泥位计，只需要将其通过支架安装在顶部横梁上即可，简化了安装，提高了效率。

优选的，所述的控制系统还包括一个摄像头模块，所述的摄像头模块通过串口与所述的主控模块连接。

通过上述技术方案，工作人员通过摄像头模块能够实时监控现场的情况，便于及时处理。

综上所述，本申请的有益技术效果为：

1、本申请能够通过控制系统对进行闸门的远程控制，同时通过设置闸位计能够精确地进行闸门开启的高度，并通过流量监测系统监测流量，实现了闸门控制与流量监测自动化，实现闸门本地和远程启闭的自动化控制，可接入渠道水位、流量，完成数据的无线上传，使得远程操作更加可视，达到无人值守、合理调度分配，同时实现对水计量和收费管理。

2、通过设置电子泥位计、电子水位计进行水位，泥位的测量，采用泥位的测量来修正因为渠道泥沙沉淀与冲刷带来了过流截面面积的变化，给流量计算带来的误差，保证了测量的精度，提高了系统的精确性。

3、通过在闸板上设置拼接模块，能够实现不同尺寸闸门的快速生产和拼装，在生产的时候，对于闸门只需要生产标准件就可以了，在后续安装的时候，如果尺寸不够，通过现场采用拼接模块和闸门进行拼接就可以了，提高了安装的速度，同时整个拼接模块与闸门连接结构牢靠，强度高。

4、通过设置控制箱，将驱动机构、控制模块等都设置在其中，便于现场的安装，同时也能对驱动机构、控制模块起到很好的保护。

附图说明

图1是本申请的闸孔流量控制系统的结构示意图；

图2是本申请的闸孔流量控制系统的主视结构图；

图3是本申请的闸孔流量控制系统的结构框图；

图4是本申请实施例2的结构示意图；

图5是本申请实施例2的闸门的结构示意图；

图6是本申请实施例2的闸门的爆炸图；

图7是本申请实施例2的闸门的底部结构视图。

图中各部件为：1、闸板；2、控制箱；3、丝杆升降机；4、内箱体；5、显示装置；6、控制按键；7、步进电机；8、丝杆；9、第一安装板；10、第二安装板；11、支撑杆；12、太阳能电板；13、渠道；14、右立柱；15、左立柱；16、闸位计；17、电子水位计；18、电子泥位计；19、底梁；20、通槽；21、右边安装柱；22、左边安装柱；23、左夹板；24、右夹板；25、底板；26、顶部横梁；27、支架；191、底梁凹槽、211、右安装槽；212、右边安装柱凹槽；221、左安装槽；222、左边安装柱凹槽；231、左夹板连接部；232左夹板凹槽；241、右夹板连接部；242、右夹板凹槽；251、凸块。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

参照图1和图2，本实施例公开了一种闸孔流量控制系统，该系统设置在渠道13进水口，用作工作闸门调节流量。

在渠道13内设置有闸门，闸门包括底梁19、顶部横梁26、左立柱15、右立柱14、闸板1以及与所述的闸板1连接的丝杆8。底梁19、顶部横梁26、左立柱15、右立柱14构成一个矩形框体，在左立柱15以及右立柱14的内壁上开设有导槽，闸板1的两侧分别设置在导槽内，并可在导槽内上下移动，左立柱15、右立柱14分别用于与渠道13的左右两个侧壁固定，底梁19用于与渠道13的底部固定。

在导槽内设置有用于闸板1上下最大位移的限位机构，在本实施例中采用两个限位开关来实现闸板1上下运动的限位。闸板1的上端与丝杆8连接，丝杆8一端与闸板1连接，丝杆8另一端穿过所述的顶部横梁26与驱动机构连接。驱动机构设置在控制箱2内，控制箱2设置在顶部横梁26上，驱动机构包括步进电机7以及丝杆升降机3，步进电机7驱动所述的丝杆升降机3带动丝杆8升降，从而带动闸板1升降。在顶部横梁26上设置有一个闸位计16，闸位计16的探头正对着闸板1的上端面，用于检测闸板1位置信息。

在闸门后方的渠道13内还设置有用于测量水流量的电子流量计，用于监测经过闸门流入到渠道13的水的流量。电子流量计包括第一安装板9以及第二安装板10，第一安装板9以及第二安装板10分别安装在渠道13的左右两个侧壁上。第一安装板上9设置有一组超声波发射探头，在第二固定板10上设置有超声波接收探头，这样的方式便于电子流量计的安装。

在闸门的顶部横梁26上通过支架27安装有电子水位计17以及电子泥位计18，通过支架27将电子水位计16以及电子泥位计18均设置在闸板1后方位置。电子水位计16采用超声波水位计，超声波水位计的探头正对着闸门后方的水位。

电子泥位计18设置在闸板1后方的位置，由于渠道泥沙沉淀与冲刷带来了过流截面面积的变化，给流量计算带来了误差，因此仅采用电子流量计来测量流入闸门后方的流量不够准确，所以采用电子泥位计18进行泥位的测量，从而进行修正，保证了测得流量的准确性。

本实施例中，电子泥位计18采用超声波泥位计，用200k超声波频率水面向下发射声波，遇到水底反射，测算水深度后计算泥位。

在控制箱2内还设置有一个内箱体4，在所述的内箱体4内设置有控制电路板，在内箱体4的箱门上设置有显示装置5以及控制按键6。

参照图3，控制电路包括主控模块、通信模块、显示模块、按键控制模块、摄像头模块、电源模块以及远程控制终端，主控模块采用嵌入式中央处理器，嵌入式中央处理器通过无线通信模组与电子水位计、电子流量计、电子泥量计组成的流量监测系统连接，用于监测流量数据。导槽内的上下限位开关与嵌入式中央处理器连接，闸位计16也与嵌入式中央控制器连接，用于将闸板1的位置信息发送到嵌入式中央处理器。嵌入式中央处理器通过电机驱动器与步进电机7连接，用于驱动步进电机7转动。驱动丝杆升降机3带动闸板1进行上下运动。嵌入式中央处理器与显示模块连接，用于将监测数据输出到内箱体4上的显示装置5显示，并可以通过控制按键6进行控制。电源模块采用蓄电池以及太阳能电板12，太阳能电板12通过光伏控制器与所述的蓄电池连接，为整个系统供电，太阳能电板12通过支撑杆11设置在闸门旁边。蓄电池可以设置在控制箱2内。

摄像头模块与嵌入式中央控制器连接，实时采集现场的图像数据，嵌入式中央控制器还通过无线通信模块与服务器连接，本实施例中无线通信模块采用4g通信模块，远程控制终端通过4g通信模块或者光纤与服务器连接，用于远程查看和操控。

本实施例的工作原理为：

将闸门固定到渠道13内，在闸门后方的渠道13内安装有第一安装板9、第二安装板10构成的电子流量计，并在闸门的顶部横梁26上通过支架27安装电子泥位计18和电子水位计17，电子泥位计18和电子水位计17安装在闸板1后方的一侧，用于测量闸门后方渠道13的流量数据。将系统接通电源后，系统通过电子水位计17实时测量闸门后方的渠道13的水位，如果水位过低，则通过现场的控制箱2内的内箱体4上的控制按键6启动步进电机7，通过步进电机7转动驱动丝杆8向上打开闸板1，从而向渠道13内进行补水，通过电子流量计进行测算流量，并通过电子泥位计18测算泥位，送入嵌入式中央控制器中进行修正，从而计算补水的流量。当渠道13水位达到一定的量后，通过控制按键6启动步进电机7，通过步进电机7转动驱动丝杆8向下关闭闸板1，从而停止补水。

如果现场没有人员值守，也可以通过远程控制终端进行控制。

实施例2：

本实施例其余的都与实施例1相同，不同的是，由于渠道13的宽度尺寸等不一致，在进行闸门安装的时候，需要进行尺寸的测量在进行定制，这样提高了生产成本，因此本实施例通过一个拼接模块用于不同尺寸的渠道的闸门的安装。

参照图4和图5，闸门还包括一个拼接模块，拼接模块包括底板25、左边安装柱22、左夹板23、右边安装柱21、右夹板24。底板25用于固定到渠道13的底面，左边安装柱22和右边安装柱21分别通过膨胀螺栓固定的渠道13的左右侧面上，左边安装柱22上设置有朝着渠道13中间位置开口的左安装槽221，右边安装柱21上设置有朝着渠道13中间位置开口的右安装槽211。左安装槽221和右安装槽211均为u型开口的槽体。

参照图5和图6，左夹板23设置在左边安装柱22与左立柱15之间，左夹板23的左端设置在左安装槽221内，左夹板23的左端部分的前后端与左安装槽221的内壁贴合，左夹板23的右端设置有一个左夹板连接部231，左夹板连接部231成一个t形结构，其通过螺栓与左立柱15固定。

右夹板24设置在右边安装柱21与右立柱14之间，右夹板24的右端设置在右安装槽211内，右夹板23的右端部分的前后端与右安装槽211的内壁贴合，右夹板24的左端设置有一个右夹板连接部241，右夹板连接部241成一个t形结构，其通过螺栓与右立柱14固定。

通过左夹板23、右夹板24在左安装槽221、右安装槽211内左右移动，使得左夹板连接部231以及右夹板连接部241分别与左立柱15和右立柱14贴紧，然后通过螺栓固定，这样就完成了左夹板23以及右夹板24的调节，对于不同宽度尺寸的渠道13，只需要调节左夹板23和右夹板24落入在左安装槽221、右安装槽211的长度，即可完成不同宽度尺寸的渠道的闸门安装。

如果渠道尺寸跨度较大，只需要更换不同的左夹板23和右夹板24即可，左夹板23和右夹板24都是相同的结构，这样在生产的过程也不复杂。

参照图7，为了使得闸门安装的更加方便，在底板25上设置有一个凸块251，在所述的底梁19的底部设置有底梁凹槽191，在左边安装柱22底部设置有左边安装柱凹槽222，左夹板23的底部设置左夹板凹槽232，右夹板24底部设置有右夹板凹槽242，右边安装柱21底部设置有右边安装柱凹槽212。这些凹槽均与凸块251卡合。

在底梁19与底板25、左边安装柱22与底板25、右边安装柱21与底板25、左夹板23与左边安装柱22、左夹板23与左立柱15、右夹板24与右边安装柱21、右夹板24与右立柱14之间均设有防水胶。通过防水胶保证了闸门的密封性。

顶部横梁26用于安装控制箱2，如果控制箱2较大，需要将顶部横梁26加长，如果闸门的顶部横梁26的长度过长，则将顶部横梁26两端开设有通槽20，这样不会影响左边安装柱22、右边安装柱21、左夹板23、右夹板24的安装。

上述实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除