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专利名称：一种水电能效指标动态监控装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111352449.0

专利申请（专利权）人：王开全
权利人地址：甘肃省酒泉市肃州区东环南路10号电力家园1-321室

专利发明（设计）人：王开全

专利摘要：本发明公开了一种水电能效指标动态监控装置，涉及水电能效指标监控技术领域，包括水量信号输入模块、通讯端口模块、电量信号输入模块、时钟、电池、显示模块、处理器、电流输出模块、电流输入模块、开关继电器和存储器；本发明提供，本装置能根据引入的流量和电量信号实时计算出动态能效指标，并与通过通讯端口输入的静态水价能效阶梯和静态能效控制指标进行比较，并在此基础上执行扣费和开关继电器的通断控制，通过引入动态能效指标的概念，不仅将地下水管控效果与控制指标挂钩，科学有效的控制地下水资源合理开发利用，而且能效动态指标又间接的促进了农业灌溉领域水泵抽水碳排放和节能减排指标的考核评价与控制。

主权利要求：
1.一种水电能效指标动态监控装置，其特征在于，包括水量信号输入模块（1）、通讯端口模块（2）、电量信号输入模块（3）、时钟（4）、电池（5）、显示模块（6）、处理器（7）、电流输出模块（8）、电流输入模块（9）、开关继电器（10）和存储器（11），所述处理器（7）分别输入连接有水量信号输入模块（1）、通讯端口模块（2）和电量信号输入模块（3），且处理器（7）与存储器（11）电性输入输出连接，所述处理器（7）与时钟（4）电性输入输出连接，且时钟（4）输入电性连接有电池（5），所述处理器（7）输出电性连接有显示模块（6），且处理器（7）电性输入输出连接有开关继电器（10），所述开关继电器（10）输入电性连接有电流输入模块（9），且开关继电器（10）输出电性连接有电流输出模块（8）；根据水量信号输入模块1和电量信号输入模块3引入的流量和电量信号实时计算出动态能效指标，再通讯端口模块（2）输入的静态水价能效阶梯和静态能效控制指标进行比较，显示模块（6）接收显示动态监控及静态能效阶梯扣费信号并形成图像显示，当实时动态能效指标＜静态能效控制指标，允许取水，处理器（7）控制开关继电器（10）闭合，电流输出模块（8）电性连接的外部抽水设备工作，如果有静态水价能效阶梯，则按静态水价能效阶梯机制执行阶梯扣费；如果没有，按单一价格或普通量化阶梯扣费；当实时动态能效指标≥静态能效控制指标，禁止取水，处理器（7）控制开关继电器（10）断开，电流输出模块（8）电性连接的外部抽水设备断电，电流输出模块（8）电性连接的外部抽水设备停止工作；
所述静态水价能效阶梯指当前技术条件下特定区域消耗1KWH电量提取的允许阶梯水
量值；
所述静态能效控制指标指当前技术条件下特定区域消耗1KWH电量提取的允许最小水
量值；
所述动态能效指标指消耗1KWH电能提取的水量值。
2.根据权利要求1所述的一种水电能效指标动态监控装置，其特征在于，所述水量信号输入模块（1）与外部水流量检测装置电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种水电能效指标动态监控装置，其特征在于，所述通讯端口模块（2）与外部通讯设备电性连接输入静态水价能效阶梯和静态能效控制指标。
4.根据权利要求1所述的一种水电能效指标动态监控装置，其特征在于，所述电量信号输入模块（3）与外部电量检测装置电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种水电能效指标动态监控装置，其特征在于，所述显示模块（6）为接收显示动态监控及静态能效阶梯扣费信号并形成图像的装置。
6.根据权利要求1所述的一种水电能效指标动态监控装置，其特征在于，所述电流输出模块（8）与外部抽水设备电性连接，所述电流输入模块（9）与外部电源电性连接为整体供电。
7.根据权利要求1所述的一种水电能效指标动态监控装置，其特征在于，所述时钟（4）通过电池（5）在断电情况下可单独通电运行。 说明书 : 一种水电能效指标动态监控装置技术领域[0001] 本发明涉及水电能效指标监控技术领域，尤其涉及一种水电能效指标动态监控装置。背景技术[0002] 为了合理开发和利用地下水资源，在我国水资源相对匮乏的西北地区，对水资源的管控普遍采用经济手段进行干预，比如说预付费阶梯水价，通过在机电井出水口加装水表、控制终端加装电表，利用水电数据相互佐证的所谓“井电双控”来加强水资源管理，这样的方法对收费来讲确实简单粗暴、直接有效，但暴露出来的问题也不少，因为对于水资源来讲，水行政部门收费的目的是要运用经济手段来预防过度开采地下水，而不是以收费获取收益为目的。[0003] 虽通过经济杠杆，可以起到一定的管控目的，但如果交了费超采水资源，还是会使地下水位继续下降，关于总量控制的用水量、阶梯用水的定制和指标与效果如何进行有效的勾连，未能有一个具体的措施，从而造成水资源的浪费，需要设置一种监控装置，通过地下水资源的管控效果实时监测来确定并执行静态能效水价阶梯和静态能效控制指标，来有效控制水资源开发利用的合理性。发明内容[0004] 本发明提供一种水电能效指标动态监控装置，解决了上述提出的技术问题。[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供的一种水电能效指标动态监控装置，包括水量信号输入模块、通讯端口模块、电量信号输入模块、时钟、电池、显示模块、处理器、电流输出模块、电流输入模块、开关继电器和存储器，所述处理器分别输入连接有水量信号输入模块、通讯端口模块和电量信号输入模块，且处理器与存储器电性输入输出连接，所述处理器与时钟电性输入输出连接，且时钟输入电性连接有电池，所述处理器输出电性连接有显示模块，且处理器电性输入输出连接有开关继电器，所述开关继电器输入电性连接有电流输入模块，且开关继电器输出电性连接有电流输出模块。[0006] 优选的，所述水量信号输入模块与外部水流量检测装置电性连接。[0007] 优选的，所述通讯端口模块与外部通讯设备电性连接输入静态水价能效阶梯和静态能效控制指标。[0008] 优选的，所述通讯端口模块与外部通讯设备电性连接。[0009] 优选的，所述电量信号输入模块与外部电量检测装置电性连接。[0010] 优选的，所述显示模块为接收显示动态监控及静态能效阶梯扣费信号并形成图像的装置。[0011] 优选的，所述电流输出模块与外部抽水设备电性连接，所述电流输入模块与外部电源电性连接为整体供电。[0012] 优选的，所述时钟通过电池在断电情况下可单独通电运行。[0013] 优选的，所述开关继电器通过处理器控制电流输出模块电性连接的外部抽水设备断电或闭合通电。[0014] 与相关技术相比较，本发明提供的一种水电能效指标动态监控装置具有如下有益效果：[0015] 本发明提供，本装置能根据引入的流量和电量信号实时计算出动态能效指标，并与通过通讯端口输入的静态水价能效阶梯和静态能效控制指标进行比较，并在此基础上执行扣费和开关继电器的通断控制，通过引入动态能效指标的概念，不仅将地下水管控效果与控制指标挂钩，科学有效的控制地下水资源合理开发利用，而且能效动态指标又间接的促进了农业灌溉领域水泵抽水碳排放和节能减排指标的考核评价与控制。附图说明[0016] 图1为本发明整体系统示意图；[0017] 图2为本发明能效指标动态监控原理示意图。[0018] 图中标号：1、水量信号输入模块，2、通讯端口模块，3、电量信号输入模块，4、时钟，5、电池，6、显示模块，7、处理器，8、电流输出模块，9、电流输入模块，10、开关继电器，11、存储器。具体实施方式[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0020] 实施例中，由图1?2给出，本发明包括水量信号输入模块1、通讯端口模块2、电量信号输入模块3、时钟4、电池5、显示模块6、处理器7、电流输出模块8、电流输入模块9、开关继电器10和存储器11，处理器7分别输入连接有水量信号输入模块1、通讯端口模块2和电量信号输入模块3，且处理器7与存储器11电性输入输出连接，处理器7与时钟4电性输入输出连接，且时钟4输入电性连接有电池5，处理器7输出电性连接有显示模块6，且处理器7电性输入输出连接有开关继电器10，开关继电器10输入电性连接有电流输入模块9，且开关继电器10输出电性连接有电流输出模块8；水量信号输入模块1与外部水流量检测装置电性连接；通讯端口模块2与外部通讯设备电性连接，输入静态水价能效阶梯和静态能效控制指标；电量信号输入模块3与外部电量检测装置电性连接；显示模块6为接收显示动态监控及静态能效阶梯扣费信号并形成图像的装置；电流输出模块8与外部抽水设备电性连接，电流输入模块9与外部电源电性连接为整体供电；时钟4通过电池5在断电情况下可单独通电运行；开关继电器10通过处理器7控制电流输出模块8电性连接的外部抽水设备断电或闭合通电；[0021] 其中，处理器能根据水量信号输入模块1和电量信号输入模块3引入的流量和电量信号实时计算出动态能效指标(即消耗1KWH电能提取的水量值)，并与通过通讯端口模块2输入的静态水价能效阶梯(当前技术条件下特定区域消耗1KWH电量提取的允许阶梯水量值)和静态能效控制指标(当前技术条件下特定区域消耗1KWH电量提取的允许最小水量值)进行比较，并在此基础上执行扣费和开关继电器的通断控制。[0022] 工作原理：[0023] 判断地下水是否超采的重要指标就是水位。一般情况下超采会导致地下水水位下降，地下水水位下降又会引起水电动态能效指标的变化(减小)，水位越低，动态能效指标也就越小。反过来，机电井水泵动态能效指标变化(减小)除上述因素外，还有水泵效率降低也会造成相同或类似的结果。水位下降多少可接受或者被允许，需要管理单位在充分收集数据的基础上，经过科学论证分析得出静态控制指标，包括静态水价能效阶梯(当前技术条件下特定区域消耗1KWH电量提取的允许阶梯水量值)和静态能效控制指标(当前技术条件下特定区域消耗1KWH电量提取的允许最小水量值)。相同条件下，要保证取水水泵效率的最大化，否则效率降低，会导致抽同样多的水消耗更多的电，用电量增加不仅增加碳排放和环境负担，而且白白浪费的能源，也是一笔巨大的损失。本专利所述水电能效指标动态监控装置，不仅巧妙的将地下水管控效果与控制指标挂钩，科学有效的控制地下水资源合理开发利用，而且能效动态指标又间接的促进了农业灌溉领域水泵抽水碳排放和节能减排指标的考核评价与控制。[0024] 根据水量信号输入模块1和电量信号输入模块3引入的流量和电量信号实时计算出动态能效指标(即消耗1KWH电能提取的水量值)，再通讯端口模块2输入的静态水价能效阶梯和静态能效控制指标进行比较，显示模块6接收显示动态监控及静态能效阶梯扣费信号并形成图像显示，如图2所示，当实时动态能效指标＜静态能效控制指标，允许取水，处理器7控制开关继电器10闭合，电流输出模块8电性连接的外部抽水设备工作，如果有静态水价能效阶梯，则按静态水价能效阶梯机制执行阶梯扣费，如果没有，按单一价格或普通量化阶梯扣费也可以。当实时动态能效指标≥静态能效控制指标，禁止取水，处理器7控制开关继电器10断开，电流输出模块8电性连接的外部抽水设备断电，电流输出模块8电性连接的外部抽水设备停止工作。[0025] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。[0026] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2021-11-16

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN113959501B