專利名稱：水位檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水位檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的水位檢測(cè)設(shè)備，比如在電廠前池用的分段電阻法，用電阻串接導(dǎo)線分成不等長度來測(cè)量水面高度，點(diǎn)數(shù)不可能很多，所以檢測(cè)的精度低且容易受環(huán)境的影響。
另一種在水庫中使用的浮球機(jī)械調(diào)電阻法，安裝比較困難、且造價(jià)很高，在使用過程中很容易被垃圾卡住。
再一種在集水井中排水控制使用的空隙水壓力傳感器，這種探頭的價(jià)格高，且容易受到雷擊。

發(fā)明內(nèi)容為了克服已有的水位檢測(cè)設(shè)備測(cè)量精度低、成本高、安裝麻煩的不足，本實(shí)用新型提供一種測(cè)量精度高、成本低、安裝簡(jiǎn)單的水位檢測(cè)儀。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種水位檢測(cè)儀，所述的檢測(cè)儀包括探頭、恒流源、單片機(jī)，所述的探頭包括垂直絕緣管、接地線，所述的絕緣管內(nèi)壁設(shè)有金屬膜，所述的絕緣管、接地線分別放置在待測(cè)水域中，所述的絕緣管中的金屬膜為電容的一極，所述的接地線為電容的另一極；所述的恒流源通過接通開關(guān)連接探頭，所述的探頭通過電壓比較電路連接單片機(jī)；所述的單片機(jī)包括用于關(guān)閉所述的接通開關(guān)，控制恒流源給探頭充電的啟動(dòng)檢測(cè)模塊；用于計(jì)算從接通開關(guān)閉合時(shí)開始，到電壓比較電路輸出跳變信號(hào)時(shí)為止的時(shí)間的充電時(shí)間計(jì)算模塊；用于根據(jù)電容器充電時(shí)間、充電電壓值、恒流源的電流值計(jì)算水位的水位檢測(cè)模塊；所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊的輸出端連接接通開關(guān)，所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊、電壓比較電路的輸出端連接充電時(shí)間計(jì)算模塊的輸入端，所述充電時(shí)間計(jì)算模塊的輸出端連接水位檢測(cè)模塊。
進(jìn)一步，所述的單片機(jī)還包括用于按照設(shè)定的周期，檢測(cè)關(guān)閉所述的接通開關(guān)的連續(xù)檢測(cè)模塊，所述的連續(xù)檢測(cè)模塊的輸出連接所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊。能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量水位。
再進(jìn)一步，所述的檢測(cè)儀還包括顯示器，所述的單片機(jī)還包括水位顯示模塊，水位檢測(cè)模塊的輸出端連接水位顯示模塊，所述的水位顯示模塊連接顯示器。
本實(shí)用新型的工作原理是探頭里有一層金屬膜外面有垂直絕緣管，把探頭放在水里就成了電容的一極和絕緣層，在水里放上接地線水成了電容的另一極。因?yàn)殡娙萘緾＝εs/d式中可見電容量C與面積S成正，那么面積S＝長度×寬度，式中的長就是探頭在水中的深度，所以電容量C與探頭在水中的深度成正比；就可以用一個(gè)很小的電流源對(duì)探頭充電充到設(shè)定電壓值，充電的時(shí)間與電容量C成正比，得到充電時(shí)間與探頭在水中的深度成正比，說明只要檢測(cè)出充電時(shí)間就能夠檢測(cè)出探頭在水中的深度。
本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在1、測(cè)量精度高；2、成本低；3、安裝簡(jiǎn)單；4、不受地理位置影響，耐高溫，不怕腐蝕、不怕雷擊、容易維護(hù)。
(四)


圖1是水位檢測(cè)儀的原理框圖；圖2是水位檢測(cè)儀的電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)D1、圖2，一種水位檢測(cè)儀，所述的檢測(cè)儀包括探頭1、恒流源2、單片機(jī)3，所述的探頭1包括垂直絕緣管4、接地線5，所述的絕緣管4內(nèi)壁設(shè)有金屬膜6，所述的絕緣管4、接地線5分別放置在待測(cè)水域中，所述的絕緣管中的金屬膜6為電容的一極，所述的接地線5為電容的另一極；所述的恒流源2通過接通開關(guān)7連接探頭1，所述的探頭1通過電壓比較電路8連接單片機(jī)；所述的單片機(jī)3包括用于關(guān)閉所述的接通開關(guān)，控制恒流源給探頭充電的啟動(dòng)檢測(cè)模塊10；用于計(jì)算從接通開關(guān)閉合時(shí)開始，到電壓比較電路輸出跳變信號(hào)時(shí)為止的時(shí)間的充電時(shí)間計(jì)算模塊11；用于根據(jù)電容器充電時(shí)間、充電電壓值、恒流源的電流值計(jì)算水位的水位檢測(cè)模塊12；所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊10的輸出端連接接通開關(guān)7，所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊10、電壓比較電路8的輸出端連接充電時(shí)間計(jì)算模塊11的輸入端，所述充電時(shí)間計(jì)算模塊11的輸出端連接水位檢測(cè)模塊12。
所述的單片機(jī)3還包括用于按照設(shè)定的周期，檢測(cè)關(guān)閉所述的接通開關(guān)的連續(xù)檢測(cè)模塊13，所述的連續(xù)檢測(cè)模塊13的輸出連接所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊10；能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量水位。所述的檢測(cè)儀還包括顯示器9，所述的單片機(jī)還包括水位顯示模塊14，水位檢測(cè)模塊12的輸出端連接水位顯示模塊14，所述的水位顯示模塊14連接顯示器9。
其工作過程是由單片機(jī)3置P3.5口高電位置、P3.2、P3.4低電位(P3.5、P3.2、P3.4依照芯片AT89S51的功能引腳的配置，本說明書的其他部分描述與此同理)，接通開關(guān)7閉合，通過恒流源U1經(jīng)過R13向探頭1充電，并同時(shí)芯片AT89S51內(nèi)的計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)探頭上的電壓大于電壓比較電路W1內(nèi)的設(shè)定電壓時(shí)，電壓比較電路U6輸出口由高電位變?yōu)榈碗娢?，P3.3口經(jīng)D3被拉成低電位，同時(shí)AT89S51內(nèi)的計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，P3.2口置高電位，探頭經(jīng)R13、Q5放電準(zhǔn)備下次的測(cè)量；單片機(jī)根據(jù)計(jì)數(shù)器值計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的水位，由單片機(jī)根據(jù)設(shè)定的方式與相應(yīng)設(shè)定值進(jìn)行比較后，繼電器J1、J2輸出相應(yīng)的動(dòng)作，并顯示出真實(shí)的水位，這樣周而復(fù)始的測(cè)量就能實(shí)時(shí)顯示出真實(shí)的水位。
在所述的單片機(jī)3中，也可以同時(shí)集成控制輸出模塊，比如可以在達(dá)到警戒水位時(shí)報(bào)警輸出，并通過繼電器J控制外部設(shè)備動(dòng)作；或者達(dá)到預(yù)定排水量時(shí)，關(guān)閉排水閥門，或者在其他類似場(chǎng)合的控制應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種水位檢測(cè)儀，其特征在于所述的檢測(cè)儀包括探頭、恒流源、單片機(jī)，所述的探頭包括垂直絕緣管、接地線，所述的絕緣管內(nèi)壁設(shè)有金屬膜，所述的絕緣管、接地線分別放置在待測(cè)水域中，所述的絕緣管中的金屬膜為電容的一極，所述的接地線為電容的另一極；所述的恒流源通過接通開關(guān)連接探頭，所述的探頭通過電壓比較電路連接單片機(jī)；所述的單片機(jī)包括用于關(guān)閉所述的接通開關(guān)，控制恒流源給探頭充電的啟動(dòng)檢測(cè)模塊；用于計(jì)算從接通開關(guān)閉合時(shí)開始，到電壓比較電路輸出跳變信號(hào)時(shí)為止的時(shí)間的充電時(shí)間計(jì)算模塊；用于根據(jù)電容器充電時(shí)間、充電電壓值、恒流源的電流值計(jì)算水位的水位檢測(cè)模塊；所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊的輸出端連接接通開關(guān)，所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊、電壓比較電路的輸出端連接充電時(shí)間計(jì)算模塊的輸入端，所述充電時(shí)間計(jì)算模塊的輸出端連接水位檢測(cè)模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的水位檢測(cè)儀，其特征在于所述的單片機(jī)還包括用于按照設(shè)定的周期，檢測(cè)關(guān)閉所述的接通開關(guān)的連續(xù)檢測(cè)模塊，所述的連續(xù)檢測(cè)模塊的輸出連接所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的水位檢測(cè)儀，其特征在于所述的檢測(cè)儀還包括顯示器，所述的單片機(jī)還包括水位顯示模塊，水位檢測(cè)模塊的輸出端連接水位顯示模塊，所述的水位顯示模塊連接顯示器。
專利摘要一種水位檢測(cè)儀，所述的檢測(cè)儀包括探頭、恒流源、單片機(jī)，所述的探頭包括垂直絕緣管、接地線，所述的絕緣管內(nèi)壁設(shè)有金屬膜，所述的絕緣管、接地線分別放置在待測(cè)水域中，所述的絕緣管中的金屬膜為電容的一極，所述的接地線為電容的另一極；所述的恒流源通過接通開關(guān)連接探頭，所述的探頭通過電壓比較電路連接單片機(jī)；所述的單片機(jī)包括啟動(dòng)檢測(cè)模塊、充電時(shí)間計(jì)算模塊、水位檢測(cè)模塊；所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊的輸出端連接接通開關(guān)，所述的啟動(dòng)檢測(cè)模塊、電壓比較電路的輸出端連接充電時(shí)間計(jì)算模塊的輸入端，所述充電時(shí)間計(jì)算模塊的輸出端連接水位檢測(cè)模塊。本實(shí)用新型提供一種測(cè)量精度高、成本低、安裝簡(jiǎn)單的水位檢測(cè)儀。
文檔編號(hào)G01F23/22GK2869803SQ200620100680
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者涂建勝 申請(qǐng)人:涂建勝