專利名稱：一種帶活插堰口板的高精度電子堰口的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及徑流監(jiān)測技術領域，特別是涉及一種帶活插堰口板的高精度電子堰□。
背景技術：
徑流測定是陸地水文研究的學科基礎，而徑流小區(qū)監(jiān)測是研究面侵蝕規(guī)律的主要手段，目前主要借助于手工和自動監(jiān)測相結合的方法?？紤]到監(jiān)測徑流的同時，推移質泥沙亦需實時監(jiān)測。業(yè)界在設備選型中普遍認為，因翻斗式計量泥沙設備主要靠比重和泥水重量分析得出數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)顯而易見存在著一定的誤差；另外，長時間使用后集流箱也不會造成積沙堵塞，目前業(yè)界沒有一種能相對精確且適用于地表徑流測定的專業(yè)儀器。徑流檢測設備的工作原理是使用液位傳感器在堰體之上測量流體液位，此液位值，即過堰流經堰口斷面的水位高度，根據(jù)經驗公式，可相對精確的計算到徑流流量、流速、 徑流總量等含沙流體特征，但普通的液位傳感器測量精度不夠，導致得到的數(shù)據(jù)不準確，不能有效地進行實時監(jiān)測，而且堰口型式固定不變，雖然能對同一小區(qū)同一時期某單獨堰口出水點的徑流數(shù)據(jù)做相對可靠的測量，但一旦碰上雨季或非雨季，由于堰口不合適會導致測量的數(shù)據(jù)誤差出入非常大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了提供一種可根據(jù)情況不同更換堰口板、測量精度高的帶活插堰口板的高精度電子堰口。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，包括處理器和采集箱，所述采集箱包括一集流箱，所述集流箱頂面設置有擋雨蓋支架，所述擋雨蓋支架上方支撐有擋雨蓋，所述擋雨蓋上放置有一高精度電容式液位傳感器，所述高精度電容式液位傳感器連接到處理器上，所述集流箱背面設置有一引流管，正面設置有活插堰口板，正面兩側設置有插槽，所述活插堰口板插入到插槽中。進一步，所述集流箱內壁涂有一層絕緣材料，作為高精度電容式液位傳感器電容的負極，所述插槽的內部面鍍有導電的金屬，作為高精度電容式液位傳感器電容的正極并接觸液面。進一步，所述活插堰口板上的堰口型式為三角堰、矩形堰、梯形堰、圓形堰、復合堰或巴歇爾堰。進一步，所述高精度電容式液位傳感器包括555電路、電容式傳感器、寄生電容消除電路、電壓比較器電路、顯示電路和單片機，所述555電路、電壓比較器電路、顯示電路分別連接到單片機上，所述555電路、電容式傳感器、寄生電容消除電路和電壓比較器電路依次串接。進一步，所述集流箱采用有機玻璃和不銹鋼綜合制作而成，所述活插堰口板選用有機玻璃板。進一步，所述擋雨蓋支架可為兩根或多根設置于集流箱頂面兩側的支架，擋雨蓋支架可上下移動調整位置并固定。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口包括處理器和采集箱，所述采集箱包括高精度電容式液位傳感器、集流箱、擋雨蓋和擋雨蓋支架，所述集流箱正面設置有活插堰口板，所述活插堰口板造型簡單、易于加工、成本小，活插式的設計使更換更加快速、方便，各種類型的堰口方便了在不同降雨量下，更換不同的活插堰口板，再加上高精度的液位傳感器的精確測量使測量的數(shù)據(jù)更加準確有效，易于實時監(jiān)測。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明
圖I是本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口結構示意圖2是本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口高精度電容式液位傳感器模塊方框圖3是本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口電容式傳感器結構原理圖4是本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口 555電路及外圍電路圖5是本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口電壓比較器電路圖6是本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口單片機與PC通信電路圖7是本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口顯示電路圖8是本發(fā)明一種帶活插堰口板的高精度電子堰口單片機設計流程圖。圖中處理器I、采集箱2、高精度電容式液位傳感器21、集流箱22、擋雨蓋23、擋雨蓋支架24、活插堰口板25、插槽26、引流管27。
具體實施例方式參照圖I，一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，包括處理器I和采集箱2，所述采集箱2包括一集流箱22，所述集流箱22頂面設置有擋雨蓋支架24，所述擋雨蓋支架24上方支撐有擋雨蓋23，所述擋雨蓋23上放置有一高精度電容式液位傳感器21，所述高精度電容式液位傳感器21連接到處理器I上，所述集流箱22背面設置有一引流管27，正面設置有活插堰口板25，正面兩側設置有插槽26，所述活插堰口板25插入到插槽26中。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述集流箱22內壁涂有一層絕緣材料，作為高精度電容式液位傳感器21電容的負極，所述插槽26的內部面鍍有導電的金屬，作為高精度電容式液位傳感器21電容的正極并接觸液面。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述活插堰口板25上的堰口型式為三角堰、矩形堰、梯形堰、圓形堰、復合堰或巴歇爾堰，其中三角堰和矩形堰比較常見，所述復合堰是指含有兩個以上不同堰型或尺寸，可分級測流的堰，所述巴歇爾堰是指上游收縮段、短直喉道和下游擴散段三部分組成的堰口，收縮段的槽底向下游傾斜，擴散段槽底的傾斜方向與喉道槽底相反。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述活插堰口板25若采用三角堰，堰口可為銳角三角形堰口、直角三角形堰口或鈍角三角形堰口，角度大的流量大于角度小的流量。
進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述集流箱22采用有機玻璃和不銹鋼綜合制作而成，所述活插堰口板25選用有機玻璃板，既保證了強度，又透明，可以很清晰地觀測水位。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述擋雨蓋支架24可為兩根或多根設置于集流箱 22頂面兩側的支架，擋雨蓋支架24可上下移動調整位置并固定。進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述活插堰口板25在插槽26內，其間隙約1mm，即使水流很大，也不易被沖擊產生晃動；經過試驗，在插槽26內兩側可涂以玻璃膠，干后使用， 密封性更好。在需要抽出活插堰口板25時，也不費力，可輕易取出。進一步作為優(yōu)選的實施方式，寄生電容消除電路的存在能很大程度上降低數(shù)據(jù)的誤差。工作原理使用高精度電容式液位傳感器21在堰體之上測量流體液位，此液位值，即過堰流經堰口斷面的水位高度。處理器I根據(jù)經驗公式，可相對精確的計算到徑流流量、流速、徑流總量等含沙流體特征，同時可根據(jù)產流系數(shù)要求，隨時更換流量不同的活插堰口板25，若更換了活插堰口板25，應及時在處理器I的管理后臺進行重新設定堰口型式和參數(shù)。參照圖2，進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述高精度電容式液位傳感器21包括555 電路、電容式傳感器、寄生電容消除電路、電壓比較器電路、顯示電路和單片機，所述555電路、電壓比較器電路、顯示電路分別連接到單片機上，所述555電路、電容式傳感器、寄生電容消除電路和電壓比較器電路依次串接。555電路產生定時脈沖，當高電平時給傳感器充電，當?shù)碗娖綍r對傳感器進行放電。電壓比較器電路將傳感器電容充電電壓與預設的基準電壓進行比較，輸出高電平，送給單片機。單片機通過555電路產生脈沖，高電平時開始計時，而后當電壓比較器產生中斷時，停止計時，記下時間，這樣通過5個周期的測量求出其平均值，再計算出相應的電容值， 對照寄存器預先設定的表格，找出液位的高度。參照圖3，該圖為電容式傳感器結構原理圖，根據(jù)電容的計算原理得
權利要求
1.一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，其特征在于包括處理器(I)和采集箱(2)， 所述采集箱(2)包括一集流箱(22)，所述集流箱(22)頂面設置有擋雨蓋支架(24)，所述擋雨蓋支架(24)上方支撐有擋雨蓋(23)，所述擋雨蓋(23)上放置有一高精度電容式液位傳感器(21)，所述高精度電容式液位傳感器(21)連接到處理器(I)上，所述集流箱(22 )背面設置有一引流管(27)，正面設置有活插堰口板(25)，正面兩側設置有插槽(26)，所述活插堰口板(25)插入到插槽(26)中。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，其特征在于所述集流箱(22)內壁涂有一層絕緣材料，作為高精度電容式液位傳感器(21)電容的負極，所述插槽(26)的內部面鍍有導電的金屬，作為高精度電容式液位傳感器(21)電容的正極并接觸液面。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，其特征在于所述活插堰口板(25)上的堰口型式為三角堰、矩形堰、梯形堰、圓形堰、復合堰或巴歇爾堰。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，其特征在于所述高精度電容式液位傳感器(21)包括555電路、電容式傳感器、寄生電容消除電路、電壓比較器電路、顯示電路和單片機，所述555電路、電壓比較器電路、顯示電路分別連接到單片機上， 所述555電路、電容式傳感器、寄生電容消除電路和電壓比較器電路依次串接。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，其特征在于所述集流箱(22)采用有機玻璃和不銹鋼綜合制作而成，所述活插堰口板(25)選用有機玻璃板。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，其特征在于所述擋雨蓋支架(24)可為兩根或多根設置于集流箱(22 )頂面兩側的支架，擋雨蓋支架(24)可上下移動調整位置并固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶活插堰口板的高精度電子堰口，包括處理器和采集箱，所述采集箱包括一集流箱，所述集流箱頂面設置有擋雨蓋支架，所述擋雨蓋支架上方支撐有擋雨蓋，所述擋雨蓋上放置有一高精度電容式液位傳感器，所述高精度電容式液位傳感器連接到處理器上，所述集流箱背面設置有一引流管，正面設置有活插堰口板，正面兩側設置有插槽，所述活插堰口板插入到插槽中，本發(fā)明帶有的活插堰口板造型簡單、易于加工、成本小，活插式的設計使更換更加快速、方便，再加上高精度的液位傳感器的精確測量使測量的數(shù)據(jù)更加準確有效，易于實時監(jiān)測，作為一種帶活插堰口板的高精度電子堰口廣泛運用于徑流監(jiān)測領域中。
文檔編號G01F23/26GK102589645SQ20121002316
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月2日 優(yōu)先權日2012年2月2日
發(fā)明者任秀文, 劉愛萍, 張國清, 李開明, 郁獻軍, 鐘滿妮 申請人:環(huán)境保護部華南環(huán)境科學研究所