專利名稱：可無(wú)線操作的明渠水位流量測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種水位流量測(cè)量?jī)x器，具體地說涉及一種可無(wú)線操作的明渠水位流量測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
目前明渠水位流量測(cè)量?jī)x主要有四種1、是以超聲波為原理，先測(cè)量水位，然后再進(jìn)行流量換算。這種方法受氣溫、氣壓及空氣質(zhì)量等環(huán)境因素影響大，其精度較差。2、是采用流驅(qū)動(dòng)葉輪并連接計(jì)數(shù)器構(gòu)成的，利用流量與產(chǎn)品規(guī)格的密切配合進(jìn)行水位測(cè)量。此法不便于量程之間的相互轉(zhuǎn)換，渠中漂浮物也會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量效果。3、是利用水位高低對(duì)水渠底部產(chǎn)生的壓差，從而實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。此種方法在大量程時(shí)(如水庫(kù)幾十米)效果較好，小量程時(shí)誤差較大。4、明渠水位流量測(cè)量?jī)x雖克服了上述三種測(cè)量?jī)x原理上的缺點(diǎn)，但在數(shù)據(jù)采集和參數(shù)設(shè)置過程中要拆卸防護(hù)殼，不便于野外作業(yè)。
在水利及相關(guān)領(lǐng)域的灌區(qū)開放式明渠中，特別是干渠、支渠小流量的測(cè)量過程中，可無(wú)線操作的明渠水位流量測(cè)量?jī)x，經(jīng)查詢無(wú)此類專用測(cè)量?jī)x。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種方便野外使用、可通過無(wú)線操作來實(shí)現(xiàn)的明渠水位流量測(cè)量?jī)x器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括傳感器體和電氣盒兩部分，傳感器體的上端與電氣盒相連接，傳感器體的下端裝有端蓋。
傳感器體包括傳感器外殼和固定在傳感器外殼正面上的面板，面板由電路板、電極片和絕緣層組成，電路板上附著有形狀相同、面積相等、等間距排列的電極片，電極片上覆蓋絕緣層，傳感器外殼與面板之間灌有密封膠。
電氣盒上端面裝有充電器外接極板。電氣盒內(nèi)裝有電路板、電池盒，電路板上固定有液晶顯示屏、單片機(jī)芯片、存儲(chǔ)器電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、印刷天線、充電器控制電路、無(wú)線收發(fā)芯片、復(fù)位按鈕、工作指示燈、故障指示燈。
如上所述的傳感器體可由多根傳感器相連接，相鄰傳感器之間通過接頭相連，接頭之間通過連接螺栓相固定，接頭上還固定有連接器，傳感器體的上端與電氣盒用連接螺釘相連，傳感器體的下端裝有端蓋，傳感器外殼與面板之間灌有密封膠。
可無(wú)線操作的明渠水位流量測(cè)量?jī)x工作時(shí)，將被測(cè)的渠中水作為公共極板。當(dāng)渠中的水沒有淹沒到某一單體電極片時(shí)，該電極片與作為公共極板的渠中的水所形成的電容容量很小，檢測(cè)電路檢測(cè)不到水位信息。當(dāng)渠中的水淹沒到該單體電極片時(shí)，由于有絕緣層作電介質(zhì)，渠中的水與該電極片形成平行板電容，其電容量將比淹沒前的電容量增大，這一電容可被檢測(cè)到。在測(cè)量時(shí)，檢測(cè)電路對(duì)每個(gè)電極片進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果以數(shù)字信號(hào)形式送入單片機(jī)，經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)后，送液晶顯示屏顯示，液晶顯示屏可以設(shè)置為顯示水位或流量，也可以設(shè)置為以交替方式顯示水位和流量。傳感器體的測(cè)量精度只與單體電極片在傳感器上排列間距及單片機(jī)處理程序有關(guān)，而與外界溫度、濕度、壓力以及傳感器長(zhǎng)度等因素?zé)o關(guān)。內(nèi)部的可充電電池為測(cè)量?jī)x工作提供電能量，電量不足時(shí)由液晶顯示屏提示信息。當(dāng)電池電量不足時(shí)，連接電氣盒上端面裝有的充電器外接極板和傳感器的金屬殼體，通過充電器控制電路可對(duì)電池進(jìn)行充電，上述兩個(gè)電極具有防短路和防反接特點(diǎn)。
用一個(gè)手持的輔助儀器可對(duì)其以無(wú)線方式進(jìn)行記錄轉(zhuǎn)存和參數(shù)設(shè)置操作，而不需要將儀器開蓋，也不必用任何接線。使儀器的密封性與堅(jiān)固性提高，更方便使用、操作和野外使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1.傳感器體精度高，分辨率達(dá)2毫米，測(cè)量精度達(dá)4毫米。
2.測(cè)量量程可根據(jù)需要續(xù)接，測(cè)量精度不受量程影響。
3.配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，能夠記錄實(shí)時(shí)水流情況。
4.大容量存儲(chǔ)器，滿足長(zhǎng)時(shí)間大量信息的存儲(chǔ)。
5.可按水位或流量進(jìn)行測(cè)量或記錄。
6.按水位測(cè)量時(shí)可應(yīng)用于任何渠道中。
7.按流量測(cè)量時(shí)可直接選用符合水利規(guī)范的36種槽、堰按編號(hào)設(shè)定，將水位換算成流量。也可選用自定義方式進(jìn)行多段水位-流量進(jìn)行律(標(biāo))定后由水位換算成流量。
8.操作不用開蓋，更便于野外使用。
9.可以無(wú)線方式進(jìn)行記錄轉(zhuǎn)存和參數(shù)設(shè)置。
10.帶充電路和充電電池，長(zhǎng)期使用不需要更換電池。
11.充電器外接極板具有防短路和防反接特點(diǎn)。
12.整體密封，防水性好。
具體實(shí)施例方式


圖1為本發(fā)明可無(wú)線操作明渠水位流量測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明可無(wú)線操作明渠水位流量測(cè)量?jī)x電器盒的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明可無(wú)線操作明渠水位流量測(cè)量?jī)x電器盒的背面結(jié)構(gòu)示意4為本發(fā)明可無(wú)線操作明渠水位流量測(cè)量?jī)x傳感體部分示意圖。
圖5為本發(fā)明可無(wú)線操作明渠水位流量測(cè)量?jī)x的面板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明可無(wú)線操作明渠水位流量測(cè)量?jī)x的感體面板結(jié)構(gòu)剖面圖。
如圖所示，固定在傳感器外殼18上的電路板27、電極片25、絕緣層26組成面板24，面板24裝在傳感器外殼18的正面，傳感器外殼18與面板24之間灌封有密封膠17，電路板27上附著有形狀相同、面積相等、等間距排列的電極片25，電極片25上覆蓋有聚炭酸脂材料的絕緣層26，該傳感器體3可以由多根傳感器相連，兩根傳感器之間分別通過裝在其上的接頭20和接頭21相連，接頭20和接頭21通過連接螺栓19相固定，接頭20、21上還固定有連接器22，兩根傳感器之間的電源及信號(hào)通過連接器22傳遞，傳感器的上端與電氣盒1相連，傳感器的下端裝有端蓋23。電氣盒1上裝有充電器外接極板11。電氣盒1內(nèi)裝有電路板4、電池盒9，電路板4上固定有液晶顯示屏5、單片機(jī)芯片15、存儲(chǔ)器電路14、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路16、印開天線13、充電器控制電路10、收發(fā)芯片12、復(fù)位按鈕6、工作指示燈7、故障指示燈8。
當(dāng)傳感器體3感受到渠中水位變化時(shí)，通過導(dǎo)線可將水位變化的信息傳遞到電器盒1中的電路板4上的單片機(jī)芯片15中。單片機(jī)芯片15為間歇方式工作，不采樣時(shí)為睡眠方式，以節(jié)約電能量，采樣時(shí)是由實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路16按可設(shè)定的定時(shí)間隔喚醒單片機(jī)15，每喚醒一次后，單片機(jī)15既對(duì)傳感器體3進(jìn)行水位采樣，按以給定的計(jì)算方法或律(標(biāo))定參數(shù)計(jì)算出水位值或流量值，并顯示在液晶顯示屏5上。這些數(shù)據(jù)連同此刻的實(shí)時(shí)時(shí)間一起被保存在存儲(chǔ)器電路14中形成測(cè)量記錄。充電器外殼極板11與傳感殼體3的不銹鋼形成自給充電電路，滿足整個(gè)電路工作用電。
標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)則堰槽均可使用該可無(wú)線操作的明渠水位流量測(cè)量?jī)x進(jìn)行流量測(cè)量。用于標(biāo)準(zhǔn)堰槽時(shí)，輸入所用的標(biāo)準(zhǔn)堰槽號(hào)既可；用于非標(biāo)準(zhǔn)的其他斷面規(guī)則的堰槽或明渠時(shí)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)多點(diǎn)水位-流量律(標(biāo))定后再使用。
該測(cè)量?jī)x也可在任何明渠渠道中進(jìn)行水位測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種可無(wú)線操作的明渠水位流量測(cè)量?jī)x是由傳感器體(3)和電氣盒(1)兩部分組成，其特征在于傳感器體(3)的上端與電氣盒(1)相連接，傳感器體(3)的下端裝有端蓋(23)；傳感器體(3)包括傳感器外殼(18)和固定在傳感器外殼(18)正面上的面板(24)，面板(24)由電路板(27)、電極片(25)和絕緣層(26)組成，電路板(27)上附著有形狀相同、面積相等、等間距排列的電極片(25)，電極片(25)上覆蓋絕緣層(26)，傳感器外殼(18)與面板(24)之間灌有密封膠(26)；電氣盒(1)上端面裝有充電器外接極板(11)，電氣盒(1)內(nèi)裝有電路板(4)、電池盒(9)，電路板(4)上固定有液晶顯示屏(5)、單片機(jī)芯片(15)、存儲(chǔ)器電路(14)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(16)、印刷天線(13)、充電器控制電路(10)、無(wú)線收發(fā)芯片(12)、復(fù)位按鈕(6)、工作指示燈(7)、故障指示燈(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可無(wú)線操作的明渠水位流量測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的傳感器體(3)由傳感器相連接，相鄰傳感器( )之間通過接頭(20)、(21)相連，接頭(20)、(21)之間通過連接螺栓(19)相固定，接頭(20)、(21)上固定有連接器(22)。
全文摘要
一種可無(wú)線操作的明渠水位流量測(cè)量?jī)x是由傳感器體(3)和電氣盒(1)兩部分組成，其特征在于傳感器體(3)包括傳感器外殼(18)和固定在傳感器外殼(18)正面上的面板(24)，電氣盒(1)上端面裝有充電器外接極板(11)，電氣盒(1)內(nèi)裝有電路板(4)、電池盒(9)，電路板(4)上固定有液晶顯示屏(5)、單片機(jī)芯片(15)、存儲(chǔ)器電路(14)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(16)、印刷天線(13)、充電器控制電路(10)、無(wú)線收發(fā)芯片(12)、復(fù)位按鈕(6)、工作指示燈(7)、故障指示燈(8)。本發(fā)明具有無(wú)線方式進(jìn)行記錄轉(zhuǎn)存和參數(shù)設(shè)置、便于野外使用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/22GK1793794SQ20051004824
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者蘇斌, 何小剛, 陳清君, 牛存飛, 李志英 申請(qǐng)人:太原理工天成科技股份有限公司