專(zhuān)利名稱(chēng)：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(shuō)涉及一種明渠水位流量測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
目前明渠水位流量測(cè)量?jī)x主要有三種，一種是以超聲波為原理，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)境因素影響較大，其精度較差。別一種是采用流驅(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。還有一種是利用水位高低對(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。
在水利及相關(guān)領(lǐng)域的灌區(qū)的開(kāi)防式明渠中，特別是干渠、支渠小流量的測(cè)量過(guò)程中，經(jīng)查詢(xún)無(wú)專(zhuān)用測(cè)量?jī)x。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種野外無(wú)人管理、高精度、大容量、小體積、低能耗、無(wú)外部接線(xiàn)、自動(dòng)測(cè)量并記錄的水位流量測(cè)量?jī)x器。
本實(shí)用新型的技術(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。
電氣盒內(nèi)裝有電路板、固定在電路板上的電池盒、單片機(jī)芯片、存儲(chǔ)器電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、USB接口、手操器接口、設(shè)置/轉(zhuǎn)存開(kāi)關(guān)、操作按鈕、復(fù)位按鈕、工作指示燈及故障指示燈。
如上所述的傳感器體可以是多根傳感器相連接，相鄰兩根傳感器之間通過(guò)裝在其上的接頭相連，接頭之間通過(guò)連接螺栓相固定，接頭上還固定有連接器。
如上所述的電氣盒前面用盒蓋螺釘將盒蓋固定在電氣盒上，電氣盒蓋與電氣盒之間有防水橡膠，使電氣盒內(nèi)部密封防水。
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(méi)有淹沒(méi)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，一般的檢測(cè)電路很難測(cè)到。當(dāng)渠中的水淹沒(méi)到該單體電極片時(shí)，由于有絕緣層作介電質(zhì)，渠中的水與該電極片形成平行板電容，其容量將比淹沒(méi)前的電容量增大許多倍，這一電容可以較容易地被檢測(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)果以開(kāi)關(guān)量形式表示，送入計(jì)算機(jī)，便可得到該水位在傳感器上的位置，從而求得實(shí)際水位，并通過(guò)計(jì)算公式或律定求得實(shí)際流量。傳感器體的測(cè)量精度只與單片機(jī)芯片在傳感器上排列間距有關(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)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1.利用本公司現(xiàn)有的專(zhuān)有技術(shù)設(shè)計(jì)的高精度的傳感器體，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.功耗及低，由5號(hào)電池供電既可工作很常時(shí)間。
4.有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，能夠記錄實(shí)時(shí)水流情況。
5.大容量存儲(chǔ)器，滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間大量信息的存儲(chǔ)。
6.USB接口，能夠用移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)，便于與后期的數(shù)據(jù)整編和處理。
7.可按水位或流量進(jìn)行測(cè)量或記錄。
8.按水位測(cè)量時(shí)可應(yīng)用于任何渠道中。
9.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)行標(biāo)定后由水位換算成流量10.體積小，安裝方式靈活。
11.無(wú)外部接線(xiàn)。
12.整體密封，防水性好。


圖1為本實(shí)用新型明渠水位流量測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)正視示意圖。
圖2為本實(shí)用新型明渠水位流量測(cè)量?jī)x的傳感體部分示意圖圖3為本實(shí)用新型明渠水位流量測(cè)量?jī)x的面板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型明渠水位流量測(cè)量?jī)x的感體面板結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖5為本實(shí)用新型明渠水位流量測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)后視示意圖如圖所示，1是電氣盒、2是傳感器體、3是電路板、4是設(shè)置/轉(zhuǎn)存開(kāi)關(guān)、5是操作按鈕、6是復(fù)位按鈕、7是工作指示燈、8是USB接口、9是手操器接口、10是電池盒、11是端蓋、12是故障指示燈、13是接頭、14是傳感器外殼、15是面板、16連接器、17是接接螺栓、18是密封膠、19是接頭、20是電極片、21是絕緣層、22是電路板、23是存儲(chǔ)器電路、24是單片機(jī)芯片、25是實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路。
具體實(shí)施方式
固定在傳感器外殼14上的電路板22、電極片20、絕緣層21組成面板15，面板15裝在傳感器外殼14的正面，傳感器外殼14與面板15之間灌封有密封膠18，電路板22上附著有形狀相同、面積相等、等間距排列的電極片20，電極片20上覆蓋有聚炭酸脂材料的絕緣層21，該傳感器體2可以由多根傳感器相連，兩根傳感器之間分別通過(guò)裝在其上的接頭19和接頭13相連，接頭19和接頭13通過(guò)連接螺栓17相固定，接頭19、13上還固定有連接器16，兩根傳感器之間的電源及信號(hào)通過(guò)連接器16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11；電氣盒1內(nèi)的電路板3上有固定的電池盒10、單片機(jī)芯片24、存儲(chǔ)器電路23、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路25、USB接口8、手操器接口9、設(shè)置/轉(zhuǎn)存開(kāi)關(guān)4、操作按鈕5、復(fù)位按鈕6、工作指示燈7及故障指示燈12。
當(dāng)傳感器體感受到渠中水位變化時(shí)，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)可將水位變化的信息傳遞到電路板3上的單片機(jī)芯片24中。單片機(jī)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)鐘電路按可設(shè)定的定時(shí)間隔喚醒單片機(jī)，每喚醒一次后，單片機(jī)既對(duì)傳感器體進(jìn)行水位采樣，并按以給定的計(jì)算方法或律定計(jì)算出水位值或流量值。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23中形成測(cè)量記錄。由電池為整個(gè)電路提供工作電源。當(dāng)修改參數(shù)及計(jì)算方法時(shí)，將設(shè)置/轉(zhuǎn)存開(kāi)關(guān)4撥到相應(yīng)的位置，接上與其配套的手操器9，按動(dòng)操作按鈕5，工作指示燈7亮，此時(shí)可通過(guò)手操器9對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。獲取測(cè)量記錄時(shí)，將設(shè)置/轉(zhuǎn)存開(kāi)關(guān)4撥到另一相應(yīng)的位置，將USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備如USBFLSAH盤(pán)或USB移動(dòng)硬盤(pán)，插入U(xiǎn)SB 8接口，按動(dòng)操作按鈕5，工作指示燈7亮，此時(shí)進(jìn)行記錄傳輸，記錄傳輸完成后，工作指示燈7熄滅，拔去USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，既結(jié)束一次操作過(guò)程。
標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)則堰槽均可使用該實(shí)用新型明渠水位流量測(cè)量?jī)x。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)則的堰槽時(shí)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)多點(diǎn)水位-流量標(biāo)定后再使用。
權(quán)利要求1.一種明渠水位流量測(cè)量?jī)x是由傳感器體(2)和電氣盒(1)兩部分組成，其特征在于傳感器體(2)的上端與電氣盒(1)相連接，傳感器體(2)的下端裝有端蓋(11)，傳感器體(2)包括傳感器外殼(14)和固定在傳感器外殼(14)正面上的面板(15)，面板(15)由電路板(22)、電極片(20)和絕緣層(21)組成，電路板(22)上附著有形狀相同、面積相等、等間距排列的電極片(20)，電極片(20)上覆蓋絕緣層(21)，傳感器外殼(14)與面板(15)之間灌有密封膠(18)；電氣盒(1)內(nèi)裝有電路板(3)、固定在電路板(3)上的電池盒(10)、單片機(jī)芯片(24)、存儲(chǔ)器電路(23)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(25)、USB接口(8)、手操器接口(9)、設(shè)置/轉(zhuǎn)存開(kāi)關(guān)(4)、操作按鈕(5)、復(fù)位按鈕(6)、工作指示燈(7)及故障指示燈(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種明渠水位流量測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的傳感器體(2)是多根傳感器相連接，相鄰兩根傳感器之間通過(guò)裝在其上的接頭(19)(13)相連，接頭(19)(13)之間通過(guò)連接螺栓(17)相固定，接頭(19)(13)上還固定有連接器(16)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種明渠水位流量測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的電氣盒(1)前面用盒蓋螺釘將盒蓋固定在電氣盒(1)上，電氣盒蓋與電氣盒(1)之間有防水橡膠，使電氣盒內(nèi)部密封防水。
專(zhuān)利摘要一種明渠水位流量測(cè)量?jī)x是由傳感器體(2)和電氣盒(1)兩部分組成，其特征在于傳感器體(2)的上端與電氣盒(1)相連接，傳感器體(2)的下端裝有端蓋(11)，傳感器體(2)包括傳感器外殼(14)和固定在傳感器外殼(14)正面上的面板(15)；電氣盒(1)內(nèi)裝有電路板(3)、固定在電路板(3)上的電池盒(10)、單片機(jī)芯片(24)、存儲(chǔ)器電路(23)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路(25)、USB接口(8)、手操器接口(9)、設(shè)置/轉(zhuǎn)存開(kāi)關(guān)(4)、操作按鈕(5)、復(fù)位按鈕(6)、工作指示燈(7)及故障指示燈(12)。本實(shí)用新型具有野外無(wú)人管理、高精度、大容量、小體積、低能耗、無(wú)外部接線(xiàn)、自動(dòng)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/26GK2881570SQ20052002492
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者牛存飛, 賀巖, 彭晉春 申請(qǐng)人:太原理工天成科技股份有限公司