本发明涉及调节闸门,具体涉及一种农田灌溉水渠用闸门。
背景技术:
1、在农业现代化的进程中,农田灌溉系统的效率与精度对于提升农作物产量、优化水资源利用及保护生态环境具有至关重要的意义。智能集成的农田灌溉水渠用闸门可极大地提高灌溉的效率和便捷性,闸门还配备了高效的过滤系统,能够有效去除水中的杂质和有害物质,确保灌溉水质的纯净与安全,为农作物的健康生长提供有力保障。
2、但由于农田灌溉水渠的水质无法保证,较多的杂质极易导致过滤孔洞的堵塞问题,常用的固定过滤系统不能保障过滤的效率和安全可靠的运行。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中固定过滤系统不能保障过滤的效率和安全可靠的运行的技术问题,本发明的目的在于提供一种农田灌溉水渠用闸门,所采用的技术方案具体如下:
2、本发明提供了一种农田灌溉水渠用闸门,本体包括闸门机构、过滤组件和过滤调节模组,所述过滤调节模组包括数据采集模块,调节分析模块和控制模块;
3、所述数据采集模块的信号输出端连接所述调节分析模块的信号输入端,所述调节分析模块的信号输出端连接所述控制模块的信号输入端;
4、所述数据采集模块用于分别采集过滤组件前后的电容式传感器对应的滤前电容值和滤后电容值,将历史时间段上每个时刻的滤前电容值和滤后电容值传输至调节分析模块;
5、所述调节分析模块用于根据历史时间段上时刻在滤前电容值和滤后电容值差值的变化趋势稳定情况,获得当前时刻的过滤平衡度;
6、在历史时间段中,根据滤前电容值的稳定持续情况,以及滤前电容值变化的突增变化情况,获得当前时刻的水流压力表征度;
7、根据当前时刻的过滤平衡度和水流压力表征度,获得当前时刻的过滤孔洞调整系数;将当前时刻的过滤孔洞调整系数和滤后电容值传输至控制模块,用于控制过滤组件及闸门机构。
8、进一步地,所述过滤平衡度的获取方法包括:
9、将每个时刻的滤前电容值和滤后电容值间的差值,作为每个时刻的电容差;
10、将历史时间段划分为预设数量个变化时段;根据每个变化时段中电容差的连续变化程度,获得每个变化时段的变化趋势度;
11、根据时序上第一个变化时段和最后一个变化时段之间变化趋势度以及整体电容差的差异情况,获得当前时刻的过滤平衡度。
12、进一步地,所述根据每个变化时段中电容差的连续变化程度,获得每个变化时段的变化趋势度,包括:
13、对于任意一个变化时段,在该变化时段中,将每相邻两个时刻中后一时刻的电容差与前一时刻的电容差的差值,作为相邻变化;
14、结合该变化时段中所有相邻变化,获得该变化时段的变化趋势度。
15、进一步地,所述根据时序上第一个变化时段和最后一个变化时段之间变化趋势度以及整体电容差的差异情况,获得当前时刻的过滤平衡度,包括:
16、计算每个变化时段中所有时刻对应电容差的均值,作为每个变化时段的均电容差;
17、将每个变化时段的均电容差与变化趋势度的乘积,获得每个变化时段的电容差分布指标;
18、将时序上第一个变化时段和最后一个变化时段间的电容差分布指标的差异进行负相关映射并归一化处理,获得当前时刻的过滤平衡度。
19、进一步地,所述水流压力表征度的获取方法包括:
20、根据历史时间段上所有时刻对应滤前电容值的分布混乱和分布大小情况,获得当前时刻的稳定持续度;
21、根据历史时间段上连续时刻的滤前电容值的递增变化情况,获得当前时刻的变化增长度;
22、结合当前时刻的稳定持续度和变化增长度,获得当前时刻的水流压力表征度。
23、进一步地,所述根据历史时间段上所有时刻对应滤前电容值的分布混乱和分布大小情况,获得当前时刻的稳定持续度,包括:
24、将历史时间段上所有时刻的滤前电容值的均值,作为当前时刻的滤前分布指标;
25、将历史时间段上所有时刻的滤前电容值的方差,作为当前时刻的滤前混乱指标;
26、计算滤前混乱指标进行负相关映射的值与滤前分布指标的乘积,作为当前时刻的稳定持续度。
27、进一步地,所述根据历史时间段上连续时刻的滤前电容值的递增变化情况,获得当前时刻的变化增长度,包括:
28、在历史时间段上,将每相邻两个时刻中时序上后一时刻的滤前电容值与前一时刻的滤前电容值的比值,作为增长比值;
29、将历史时间段上所有增长比值的均值,作为当前时刻的变化增长度。
30、进一步地,所述过滤孔洞调整系数的获取方法包括:
31、将当前时刻的过滤平衡度进行负相关映射的值与水流压力表征度的乘积进行归一化处理,获得当前时刻的调整度;
32、将调整度与预设调整值的和值作为过滤孔洞调整系数;预设调整值为小于1的正数。
33、进一步地,所述将当前时刻的过滤孔洞调整系数和滤后电容值传输至控制模块,用于控制过滤组件及闸门机构,包括:
34、将时序上前一时刻的孔洞大小与过滤孔洞调整系数的乘积,作为当前时刻过滤组件的孔洞大小;
35、若当前时刻的滤后电容值等于预设停排阈值时,闸门机构控制停排。
36、进一步地,所述结合当前时刻的稳定持续度和变化增长度,获得当前时刻的水流压力表征度,包括:
37、将当前时刻的稳定持续度和变化增长度的乘积,作为当前时刻的水流压力表征度。
38、本发明具有如下有益效果:
39、本发明通过分析过滤组件前后的电容值的差表征水位情况,通过历史时间段上水位变化的差异确定过滤平衡度,并结合滤前电容值变化确定反映上游的水流压力表征度,综合两个方面确定过滤孔洞调整系数,反映当前时刻对过滤孔洞大小的调整程度,以过滤速度变化和压力程度适应性调整过滤程度,提高孔洞过滤的水流高效程度。本发明考虑过滤速率变化和滤前水流压力,综合分析自适应调控过滤孔洞大小,提高闸门过滤的高效安全程度。
1.一种农田灌溉水渠用闸门,本体包括闸门机构、过滤组件和过滤调节模组,其特征在于,所述过滤调节模组包括数据采集模块,调节分析模块和控制模块;
2.根据权利要求1所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述过滤平衡度的获取方法包括:
3.根据权利要求2所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述根据每个变化时段中电容差的连续变化程度,获得每个变化时段的变化趋势度,包括:
4.根据权利要求2所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述根据时序上第一个变化时段和最后一个变化时段之间变化趋势度以及整体电容差的差异情况,获得当前时刻的过滤平衡度,包括:
5.根据权利要求1所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述水流压力表征度的获取方法包括:
6.根据权利要求5所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述根据历史时间段上所有时刻对应滤前电容值的分布混乱和分布大小情况,获得当前时刻的稳定持续度,包括:
7.根据权利要求5所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述根据历史时间段上连续时刻的滤前电容值的递增变化情况,获得当前时刻的变化增长度,包括:
8.根据权利要求1所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述过滤孔洞调整系数的获取方法包括:
9.根据权利要求1所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述将当前时刻的过滤孔洞调整系数和滤后电容值传输至控制模块,用于控制过滤组件及闸门机构,包括:
10.根据权利要求5所述一种农田灌溉水渠用闸门,其特征在于,所述结合当前时刻的稳定持续度和变化增长度,获得当前时刻的水流压力表征度,包括: