專利名稱：機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣泡式水位計，特別涉及一種機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密 氣泡式水位計，用于準(zhǔn)確并及時地測量江河湖海的水位或潮位。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有氣泡式水位、潮位計在測量中由于波浪的影響而導(dǎo)致的精度不足，單獨使用機(jī)械濾波雖可消除波浪對測量精度的影響，但會有長達(dá)3分鐘左右的時滯現(xiàn)象， 從而會影響數(shù)據(jù)采集的實時性。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計，以 解決現(xiàn)有技術(shù)存在的波浪對水位測量精度的影響及數(shù)據(jù)采集的實時性。本實用新型的技術(shù)方案是包括測量載氣的供應(yīng)裝置、輸氣管路、測量杯、機(jī) 械濾波器、壓力傳感器、電子濾波器和記錄儀。測量載氣供應(yīng)裝置通過輸氣管路與 所述的機(jī)械濾波器的一端和測量杯連接，該機(jī)械濾波器的另 一端與壓力傳感器連 接，其特征在于經(jīng)過所述的機(jī)械濾波器濾波的壓力信號傳入壓力傳感器后，該壓 力傳感器的輸出電信號首先通過導(dǎo)線與電子濾波器連接，電子濾波器的輸出信號再 通過導(dǎo)線與記錄儀的輸入端連接，電子濾波器可以給出波動水面的精確實際水位。所述的電子濾波器包括用于濾除高、中頻波的低通濾波器A、中間放大器C、 交流成分放大器D和減法器B,低通濾波放大器A的輸出端與中間放大器C和交流 成分放大器D的輸入端連接，中間放大器C和交流成分i文大器D的輸出端分別與減 法器B的兩個輸入端連接，減法器B的輸出端與所述的記錄儀的輸入端連接。所述的記錄儀包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、LCD顯示器、鍵盤和閃存，所述的 電子濾波器的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的輸入端連接，微處理器的不同對 應(yīng)端分別LCD顯示器、鍵盤和閃存連接。在所述的微處理器的一個輸出端連接有用于與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的RS2 32接n 。所述的機(jī)械濾波器為一根20-100毫米長、內(nèi)徑0. 1毫米的細(xì)金屬管。 本實用新型的優(yōu)點是利用機(jī)械一電子聯(lián)合濾波，可有效地解決因水中波浪對 水位或潮位測量精度的影響，本實用新型的機(jī)械濾波器大大縮短了原來因機(jī)械濾波 過程所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)顯示滯后(可使時滯從3分鐘左右減少到10秒左右)，電子濾波 器的使用又將機(jī)械濾波器所帶來的余波影響消除掉。從而達(dá)到準(zhǔn)確、及時地測量波 動水面的水位或潮位。在特定的條件下還可以將機(jī)械濾波器短路掉，而只用電子濾 波器，會幾乎完全消除測量的時滯。


圖l是本實用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的記錄儀與電子濾波器的電路框圖；圖3是本實用新型的電子濾波器一個實施例的電路原理圖。
具體實施方式
參見圖l，本實用新型包括測量載氣供應(yīng)裝置l、輸氣管路2、測量杯8、機(jī) 械濾波器3、壓力傳感器4、電子濾波器5和記錄儀6，測量載氣通過輸氣管路7與 機(jī)械濾波器3的上端以及測量杯8連接，該機(jī)械濾波器3的下端輸氣管路與壓力傳 感器4連接，該壓力傳感器4的電輸出端用導(dǎo)線電子濾波器5連接，電子濾波器5 的電信號輸出再與記錄儀6連接。測量載氣供給裝置1含氣瓶、減壓閥、氣體過濾 器、限壓閥、氣體流量計等，為常規(guī)設(shè)備。測量載氣采用氮氣。參見圖2和圖3,所述的電子濾波器5包括用于濾除剩余的高、中頻波的低通 濾波放大器A、中間放大器C、交流成分放大器D和減法器B,低通濾波放大器A的 輸出端與中間放大器C和交流成分放大器D的輸入端連接，中間放大器C和交流成 分放大器D的輸出端分別與減法器B的兩個輸入端連接，減法器B的輸出端與所述 的記錄儀的輸入端連接。放大器A用來進(jìn)行低通濾波把高次波濾除，這時信號是 低頻的，然后通過放大器C進(jìn)行放大，再與交流成分放大器D放大的交流信號由 放大器B相減，就可以得到去掉交流成分的實際信號。所述的記錄儀6包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器MCU、 LCD顯示器、鍵盤和FLASH 存儲器，所述的電子濾波器5的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器MCU的輸入端連接，微處理器MCU的不同對應(yīng)端分別與LCD顯示器、鍵盤和閃存連接。還可在所述的微處理器MCU的一個輸出端連接有用于與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的 RS232接口。本實用新型的機(jī)械濾波器3由長度為20-100 mm、內(nèi)徑為0. lram的金屬管(如 不銹鋼管)構(gòu)成，具有減小時滯的特性，這樣既可有效地減小一般江河及海洋波浪 對測量精度的影響，又較好地解決了測量的時滯。所述的電子濾波器5,在用于測量數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲等功能的記錄儀6 中，專門設(shè)置了根據(jù)波浪周期而特定的數(shù)據(jù)采集頻率，從而對諸多測量數(shù)據(jù)進(jìn)行有 效的處理，得出較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在一般情況下，同時采用機(jī)械濾波器3和電子濾波器5,比只采用機(jī)械濾波時 更有效地消除波浪對測量精度的影響。當(dāng)水位變化很快，并需要最大限度地控制時 滯影響時，可開啟濾波閥2停止機(jī)械濾波器3的工作，只用電子濾波器5濾波。這 樣可基本上消除波浪對測量精度的影響并完全保證了數(shù)據(jù)采集的及時性。本實用新型在工作時，經(jīng)過^/L械濾波器3后采集的水位壓力信號由傳感器4轉(zhuǎn) 換位模擬電信號，該信號經(jīng)過電子濾波，AD轉(zhuǎn)換存入計算機(jī)，可以使用鍵盤在LCD 中顯示，也可以通過RS 2 32接口和上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
權(quán)利要求1、一種機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計，包括測量載氣供應(yīng)裝置、機(jī)械濾波器、壓力傳感器、輸氣管路、測量杯、電子濾波器和記錄儀，測量載氣供應(yīng)裝置的出口通過輸氣管路與機(jī)械濾波器的一端和測量杯連接，該機(jī)械濾波器的另一端與傳感器連接，其特征在于所述的壓力傳感器的電信號輸出端通過導(dǎo)線與一電子濾波器的輸入端連接，該電子濾波器的輸出端通過導(dǎo)線與所述的記錄儀的輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計，其特征高、中頻波的低通濾波放大器(A)，以及中間放大器(C)、交流成分放大器(D)和 減法器(B)，低通濾波放大器(A)的輸出端與中間放大器(C)和交流成分方丈大器 (D)的輸入端連接，中間放大器(C)和交流成分放大器(D)的輸出端分別與減法器 (B)的兩個輸入端連接，減法器(B)的輸出端與所述的記錄儀的輸入端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計，其 特征在于所述的記錄儀包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、LCD顯示器、鍵盤和閃存， 所述的電子濾波器的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的輸入端連接，微處理器的 不同對應(yīng)端分別連接LCD顯示器、鍵盤和閃存連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式7jC位計，其特征 在于在所述的微處理器的一個輸出端連接有用于與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的RSU2 接口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計，其特征 在于所述的機(jī)械濾波器為一根20-100毫米長、內(nèi)徑0. 1毫米的細(xì)金屬管。
專利摘要一種機(jī)械—電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計，包括測量載氣供應(yīng)裝置、機(jī)械濾波器、壓力傳感器、氣壓表、出氣閥、輸氣管路、測量杯、電子濾波器和記錄儀。所述的傳感器的電信號輸出端通過導(dǎo)線與一電子濾波器的輸入端連接，該電子濾波器的輸出端再通過導(dǎo)線與所述的記錄儀的輸入端連接。本實用新型的優(yōu)點是利用機(jī)械-電子聯(lián)合濾波，可有效地解決因水中波浪對水位或潮位測量精度的影響，由于機(jī)械濾波器的使用而大大縮短了原來因機(jī)械濾波過程所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)顯示滯后，電子濾波器的使用又將機(jī)械濾波器所帶來的余波影響消除掉。從而達(dá)到準(zhǔn)確、及時地測量水位或潮位。在特定的條件下還可以將機(jī)械濾波器短路，只用電子濾波器，可基本消除測量的時滯。
文檔編號G01F23/18GK201094064SQ200720178470
公開日2008年7月30日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者萬德忠, 胡儉唐, 閆曉農(nóng) 申請人:哈爾濱萬達(dá)華科技發(fā)展有限公司