遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，該裝置的微處理器10密封在中空柱管壁內(nèi)，水平探針電極5和水位觸動(dòng)電極6設(shè)置在中空柱管中心腔4內(nèi)，并劃分為若干段，同一段的水位觸動(dòng)電極6并列連接在負(fù)極導(dǎo)線8上，水平探針電極5按其在段內(nèi)相同序數(shù)劃分為同一組，同一組的水平探針并列連接在同一序數(shù)的正極導(dǎo)線7上，通過水位識(shí)別器9將電感應(yīng)水位信號(hào)輸入微處理器，由微處理器10計(jì)算處理，并將電感應(yīng)水位信號(hào)轉(zhuǎn)換成通訊數(shù)據(jù)信號(hào)，通訊數(shù)據(jù)引出線12與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備相連；其優(yōu)點(diǎn)是，具有水位測量精度高，誤差小，反應(yīng)迅速，顯示直觀，而且適用范圍廣，建設(shè)費(fèi)用低的技術(shù)效果。
【專利說明】遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及自然界江、河、湖、泊、礦井、水井等水位測量裝置，尤其是涉及到具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的水位自動(dòng)測量裝置。該裝置主要由微處理器、中空柱管、若干水平探針電極、若干個(gè)水位觸動(dòng)電極、若干根正極導(dǎo)線、若干根負(fù)極導(dǎo)線、水位識(shí)別器及開關(guān)電源組成。
【背景技術(shù)】
[0002]從相關(guān)資料獲知，目前，我國有3000多個(gè)中央級(jí)報(bào)汛站，8000多個(gè)地方水文觀測站。由于種種原因，全國許多水文觀測站仍然采用豎水位標(biāo)竿，靠人工觀測，這種以人工觀測水位變化的方法，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，而且采集的信息頻次低、水位數(shù)據(jù)信息反映滯后，往往使預(yù)測預(yù)報(bào)達(dá)不到及時(shí)準(zhǔn)確的要求。為實(shí)現(xiàn)水文信息采集數(shù)字化，目前已研制出和使用的有“浮子式水位傳感器”、“壓差式水位傳感器”和“超聲波水位傳感器”等數(shù)字化式水位測量裝置，“浮子式水位傳感器”是利用浮子隨水位的上漲或下降，牽引浮子的繩子纏繞在可以正、反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)筒周面上，微處理器按照其正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)來計(jì)數(shù)水位。這種測量方法，由于纏繞轉(zhuǎn)筒面上的繩子厚度的增加或減少，轉(zhuǎn)筒計(jì)數(shù)直徑會(huì)因繩子纏繞厚度的改變，而使計(jì)數(shù)水位產(chǎn)生較大的誤差，因而其水位測量精度較低。其致命的弱點(diǎn)是無法在水流急的水域中正常工作，需要在采集點(diǎn)建設(shè)輔助測井，而一口輔助測井建設(shè)費(fèi)用最少需要30萬元，而且往往是河道遷移測井無用。而“壓差式水位傳感器”不能在含有泥沙的水域正常工作，“超聲波水位傳感器”對(duì)工作環(huán)境條件要求較高。我國大多數(shù)水文觀測站都建在自然條件較差的地方，在使用中普遍存在穩(wěn)定性和可靠性差的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003](一 )要解決的技術(shù)問題
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供適用范圍廣，建設(shè)費(fèi)用低，測量精度高的遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置。
[0005]( 二 )技術(shù)方案
[0006]一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，包括微處理器，中空柱管、若干根水平探針電極、若干個(gè)水位觸動(dòng)電極、若干根正極導(dǎo)線、若干根負(fù)極導(dǎo)線、水位識(shí)別器，所述的微處理器密封在中空柱管壁內(nèi)，所述的若干根水平探針電極和若干個(gè)水位觸動(dòng)電極設(shè)置在中空柱管中心腔內(nèi)，并沿中空柱管軸向等距離的排列，每個(gè)水位觸動(dòng)電極與其相對(duì)應(yīng)的水平探針電極處在同一水平面上，所述等距離排列的若干根水平探針電極和若干水位觸動(dòng)電極劃分為若干段，各段的水平探針電極和水位觸動(dòng)電極數(shù)量相等，同一段的水位觸動(dòng)電極并列連接在負(fù)極導(dǎo)線上，而各段的水平探針電極按其在段內(nèi)相同序數(shù)劃分為同一組，同一組的水平探針并列連接在同一序數(shù)的正極導(dǎo)線上，所述水位識(shí)別器與若干正極導(dǎo)線電連接，所述的若干根正極導(dǎo)線和若干根負(fù)極導(dǎo)線與微處理器I/o接口相連結(jié)，通過水位識(shí)別器將電感應(yīng)水位信 號(hào)輸入微處理器，由微處理器計(jì)算處理，并將電感應(yīng)水位信號(hào)轉(zhuǎn)換成通訊數(shù)據(jù)信號(hào)，所述的微處理器上設(shè)置有通訊數(shù)據(jù)引出線和開關(guān)電源線，所述的通訊數(shù)據(jù)引出線與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備相連。
[0007]上述技術(shù)方案的技術(shù)思想是，利用水具有導(dǎo)電性質(zhì)，將水作為導(dǎo)電介質(zhì)，當(dāng)水位到達(dá)某一計(jì)數(shù)液面時(shí)，處在同一水平液面的水平探針電極和水位觸動(dòng)電極被導(dǎo)通，即正極導(dǎo)線與負(fù)極導(dǎo)線構(gòu)成了電回路，并通過水位識(shí)別器識(shí)別是哪一計(jì)數(shù)液面的水平探針電極和水位觸動(dòng)電極被導(dǎo)通，并將這一水位變化信號(hào)通過微處理器I/O接口輸入到微處理器進(jìn)行計(jì)算處理，并由微處理器將這一電感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再由微處理器上的通訊數(shù)據(jù)引出線輸入到遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，由遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備顯示水位數(shù)值和水位變化曲線。使工作人員能很直觀地看到某一水位觀測點(diǎn)的水位變化情況。
[0008](三)有益效果
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型利用水的導(dǎo)電性能，水作為導(dǎo)電介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)處在同一水平液面的水平探針電極和水位觸動(dòng)電極的導(dǎo)通或斷開，并通過水位識(shí)別器識(shí)別和微處理器進(jìn)行計(jì)算處理，并將這一電感應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再由微處理器上的通訊數(shù)據(jù)引出線輸入到遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備顯示水位數(shù)值和水位變化曲線。因此具有水位測量精度高，誤差小，反應(yīng)迅速，顯示直觀，而且適用范圍廣，建設(shè)費(fèi)用低的技術(shù)效果。
[0010]作為上述技術(shù)方案的補(bǔ)充和完善，本實(shí)用新型還具有如下特征:
[0011]所述的中空柱管，是由內(nèi)管和外管構(gòu)成，內(nèi)管的外壁與外管的內(nèi)壁之間形成一個(gè)封閉性管壁腔，所述的微處理器和正、負(fù)極導(dǎo)線設(shè)置在管壁腔內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能使本實(shí)用新型的裝置加工制作更加方便。
[0012]所述的中空柱管的管壁上設(shè)置有通水孔。設(shè)置通水孔，主要是使中空柱管中心腔水面與被測河水面隨時(shí)都處同一水平面，防止中空柱管內(nèi)水面與被測河水面存在高差。
[0013]所述的每段的水平探針電極數(shù)量設(shè)置在5-20根，每段水位觸動(dòng)電極的數(shù)量相對(duì)應(yīng)也設(shè)置為5-20個(gè)。
[0014]所述的若干根水平探針電極沿中空柱管軸向等距離的排列，其每相鄰二根水平探針電極之間的距離為一個(gè)最小水位測量單位。
[0015]所述的最小測量單位設(shè)置為1cm。
[0016]所述中空柱管的兩端分別設(shè)置有可拆卸式連接結(jié)構(gòu)和微處理器上通訊數(shù)據(jù)引出線及開關(guān)電源線的連接接口。
[0017]所述的可拆卸式連接結(jié)構(gòu)設(shè)置為外螺母連接結(jié)構(gòu)。
[0018]所述的可拆卸式連接結(jié)構(gòu)設(shè)置為卡箍式插接結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置軸向剖視示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置內(nèi)的線路布局連接示意圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置方框圖。
[0022]圖中所示:1、外管，2、內(nèi)管，3、管壁腔，4、中心腔，5、水平探針電極，6、水位觸動(dòng)電極，7、正極導(dǎo)線，8、負(fù)極導(dǎo)線，9、水位識(shí)別器，10、微處理器，11、I/O接口，12、通訊數(shù)據(jù)引出線，13、通水孔?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0024]如圖1所示，一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，該裝置主要由包括微處理器10，中空柱管、若干根水平探針電極5、若干個(gè)水位觸動(dòng)電極6、若干根正極導(dǎo)線7、若干根負(fù)極導(dǎo)線8、水位識(shí)別器9組成。所述的中空柱管是由內(nèi)管2和外管I構(gòu)成，內(nèi)管2的外壁與外管I的內(nèi)壁之間形成一個(gè)封閉性管壁腔3，所述的微處理器10和正、負(fù)極導(dǎo)線7、8設(shè)置在管壁腔3內(nèi)。所述的若干根水平探針電極5設(shè)置在中空柱管中心腔4內(nèi)，并沿中空柱管軸向等距離的排列，所謂等距離是根據(jù)測量需要的最小測量單位來設(shè)置，即相鄰二根水位探針電極5之間的距離為最小測量單位，可以以毫米或0.5cm或Icm來設(shè)置，本實(shí)施例將最小測量單位設(shè)置為1cm，所述若干個(gè)水位觸動(dòng)電極6設(shè)置在中空柱管的中心腔4，每個(gè)水位觸動(dòng)電極6與其相對(duì)應(yīng)的水平探針電極5處在同一水平面上，若干根水平探針電極5按其排列順序劃
分為A、B、C、D.......N段,每段的水平探針電極5數(shù)量相等,可按5或者10或者15或者
20根水平探針電極5劃為一段，本實(shí)施例按5根水平探針電極5劃為一段，見圖2，各段的
水平探針電極5按其相同序數(shù)劃分為同一組，即A1、B1、C1、D1......NI劃分為同一組，A2、
B2、C2、D2......N2劃分為同一組，A3、B3、C3、D3......N3劃分為同一組，并依次類推。同
一組的水平探針電極5并列連接在同一序數(shù)的正極導(dǎo)線7上，水位識(shí)別器9與各組的正極導(dǎo)線電連接，見圖2所示。所述的若干水位觸動(dòng)電極6按其與水平探針5處在相同水平面
位置分為A、B、C、D.......N段，每段水位觸動(dòng)電極6的數(shù)量與每段水平探針5數(shù)量相等，
可按5、10、15、20個(gè)水位觸動(dòng)電極6劃為一段,本實(shí)施例按5個(gè)水位觸動(dòng)電極6劃為一段，同一段的水位觸動(dòng)電極6并列連接在同一根負(fù)極導(dǎo)線8上，即有A段負(fù)極導(dǎo)線、B段負(fù)極導(dǎo)
線......N段負(fù)極導(dǎo)線，所述的若干根正極導(dǎo)線7和若干根負(fù)極導(dǎo)線8與微處理器1/011
接口相連結(jié)，通過水位識(shí)別器9識(shí)別，將電感應(yīng)水位信號(hào)輸入微處理器10，由微處理器10計(jì)算處理，并將電感應(yīng)水位信號(hào)轉(zhuǎn)換成通訊數(shù)據(jù)信號(hào)。所述的微處理器10上設(shè)置有通訊數(shù)據(jù)引出線12和開關(guān)電源線，所述的通訊數(shù)據(jù)引出線12與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備相連，如圖3所示。所述的中空柱管的管壁上設(shè)置有通水孔13。
[0025]所述的水位識(shí)別器9是一種主要由常用IC比較器、二極管、觸發(fā)器等元件構(gòu)成的能夠改變電位的器件。
[0026]所述中空柱管的兩端分別設(shè)置有可拆卸式連接結(jié)構(gòu)和微處理器上通訊數(shù)據(jù)引出線及開關(guān)電源線的連接接口。
[0027]所述的可拆卸式連接結(jié)構(gòu)設(shè)置為外螺母連接結(jié)構(gòu)或卡箍式插接結(jié)構(gòu)。設(shè)置連接結(jié)構(gòu)主要是因?yàn)橐桓锌罩苋羰翘L，其加工有一定困難，且運(yùn)輸也不方便。因此，采用多根中空柱管的連接方式，以適用不同河床的測量不同深度的需要。
[0028]安裝使用方法:將已裝配好了各測量元器件的中空柱管的下端固定在河床，固定底座內(nèi)設(shè)置有與中空柱管中心腔相通的水流通道，使河水能順利進(jìn)入中空柱管中心腔，水流通道和中空柱管管壁上的通水孔的設(shè)置就是為了使中空柱管中心腔的水位隨時(shí)與河床水位保持一致，不能存在高差。然后根據(jù)測量的需要，將多根中空柱管連接，再將通訊數(shù)據(jù)引出線和開關(guān)電源線接入外圍設(shè)備。還可采用懸掛式安裝，即將已裝配好了各測量元器件的中空柱管安裝在懸臂上。這種安裝使用方式，更適用于臨時(shí)急需測量水位的需要。從而彰顯出本實(shí)用新型具有適用范圍廣，建設(shè)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。
[0029]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，包括微處理器(10)，中空柱管、若干根水平探針電極(5)、若干個(gè)水位觸動(dòng)電極(6)、若干根正極導(dǎo)線(7)、若干根負(fù)極導(dǎo)線(8)、水位識(shí)別器(9)，所述的微處理器(10)密封在中空柱管壁內(nèi)，所述的若干根水平探針電極(5)和若干個(gè)水位觸動(dòng)電極(6)設(shè)置在中空柱管中心腔(4)內(nèi)，并沿中空柱管軸向等距離的排列，每個(gè)水位觸動(dòng)電極(6)與其相對(duì)應(yīng)的水平探針電極(5)處在同一水平面上，所述等距離排列的若干根水平探針電極(5)和若干水位觸動(dòng)電極(6)劃分為若干段，各段的水平探針電極(5)和水位觸動(dòng)電極(6)數(shù)量相等，同一段的水位觸動(dòng)電極(6)并列連接在負(fù)極導(dǎo)線(8)上，而各段的水平探針電極(5)按其在段內(nèi)相同序數(shù)劃分為同一組，同一組的水平探針并列連接在同一序數(shù)的正極導(dǎo)線(7)上，所述水位識(shí)別器(9)與若干正極導(dǎo)線(7)電連接，所述的若干根正極導(dǎo)線(7)和若干根負(fù)極導(dǎo)線⑶與微處理器(10) I/O接口(11)相連結(jié)，所述的微處理器(10)上設(shè)置有通訊數(shù)據(jù)引出線(12)和開關(guān)電源線，所述的通訊數(shù)據(jù)引出線(12)與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，所述的中空柱管，是由內(nèi)管(2)和外管(I)構(gòu)成，內(nèi)管(2)的外壁與外管(I)的內(nèi)壁之間形成一個(gè)封閉性管壁腔(3)，所述的微處理器(10)和正、負(fù)極導(dǎo)線(7、8)設(shè)置在管壁腔內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，所述的中空柱管的管壁上設(shè)置有通水孔(13)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，所述的每段的水平探針電極(5)數(shù)量設(shè)置為5-20根，每段水位觸動(dòng)電極(6)的數(shù)量相對(duì)應(yīng)也設(shè)置為5-20 個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，所述的若干根水平探針電極(5)沿中空柱管軸向等距離的排列，其每相鄰二根水平探針電極之間的距離為一個(gè)最小水位測量單位。
6.如權(quán)利要求5所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，所述的最小測量單位設(shè)置為1cm。
7.如權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，所述中空柱管的兩端分別設(shè)置有可拆卸式連接結(jié)構(gòu)和微處理器上通訊數(shù)據(jù)引出線及開關(guān)電源線的連接接口。
8.如權(quán)利要求7所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，所述的可拆卸式連接結(jié)構(gòu)設(shè)置為外螺母連接結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求7所述的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控水位自動(dòng)測量裝置，其特征在于，所述的可拆卸式連接結(jié)構(gòu)設(shè)置為卡箍式插接結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G01F23/00GK203688027SQ201320680794
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】肖英, 彭蕾, 袁波, 朱兵, 吳玉春, 周旭艷, 彭宣戈 申請(qǐng)人:肖英