本實用新型涉及一種水位及溫度的測量，尤其是涉及一種用于各個水域的監(jiān)測及預(yù)報。

背景技術(shù)：

在農(nóng)田水利監(jiān)測和地面沉降監(jiān)測領(lǐng)域，地下水位的監(jiān)測非常重要，與之相對應(yīng)，水位溫度傳感器的需求數(shù)量非常龐大。2011年10月28日，國務(wù)院批準(zhǔn)通過了“國家級地下水監(jiān)測工程”，這是我國第一次針對地下水啟動的大規(guī)模工程。該項工程涉及20401個監(jiān)測站點，覆蓋31個省（直轄市、自治區(qū)）及新疆建設(shè)兵團(tuán)，控制面積占到國土面積的1/3，預(yù)計總投資17億元。

水位溫度傳感器可以廣泛應(yīng)用于河流、地下水位、水庫、水塔及容器等的液位測量與控制，它安裝方便，穩(wěn)定性有保障，適用于大范圍使用，現(xiàn)在很多城市的地下水監(jiān)測及環(huán)保產(chǎn)業(yè)都是需要使用該傳感器，所以研制出高精度、低功耗、高可靠性能的水位溫度傳感器迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型就是在這種背景下，響應(yīng)上述市場需求，擬在采用壓阻式高精度壓力傳感器制造技術(shù)、高可靠性結(jié)構(gòu)封裝設(shè)計技術(shù)、低功耗電路設(shè)計技術(shù)等多項技術(shù)的基礎(chǔ)上自主研發(fā)的一種小體積、低功耗、高可靠性的智能式水位溫度傳感器。

1、為了達(dá)到上述目的，本實用新型通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

水位溫度傳感器由進(jìn)口的壓阻式傳感器機(jī)芯作為傳感單元、供電電路、測量電路、恒流源電路、AD采集電路、CPU，485通信、溫度測量等幾部分組成；供電電路為恒流源電路、測量電路、CPU、485通信、溫度測量電路提供電源，恒流源電路輸出的1mA電流作為激勵信號源輸入到進(jìn)口壓阻式傳感器機(jī)芯中，傳感器機(jī)芯輸出的信號經(jīng)過測量電路的處理后輸入到CPU的AD采集電路中，同時CPU還讀取溫度測量電路的傳感器采集到的溫度值，CPU將得到水位的壓力信號及溫度信號通過485轉(zhuǎn)換電路后輸出。

采用進(jìn)口壓阻式傳感器機(jī)芯，316全不銹鋼結(jié)構(gòu)作為傳感單元，設(shè)計供電電路、測量電路（儀表運放）、恒流源電路（運放）、AD采集電路、CPU，通信方式采用RS485，實現(xiàn)數(shù)字量輸出。

供電電路：采用穩(wěn)壓二極管和低壓差線性穩(wěn)壓器共同組成，寬電壓輸入（10DV~14DV），保證電路供電需求；

恒流源電路：應(yīng)用高精度的運放搭建的恒流源電路，壓力傳感器實際上是一個采用擴(kuò)散硅制成的電橋電路，電阻橋的電阻值能夠通過感應(yīng)膜片外界壓力而改變，當(dāng)外界壓力改變時，電橋的輸出差分信號發(fā)生相應(yīng)的變化。它需要恒流源激勵，所以需要恒流源電路。電路輸出1mA的高精度電流，為傳感器芯體提供穩(wěn)定的電流；

測量電路：由于傳感器的輸出信號較小，為了使單片機(jī)的AD測量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，通過測量電路，將傳感器的信號進(jìn)行放大、偏移，使其產(chǎn)生合適AD采樣的信號范圍；

AD采集電路：為單片機(jī)內(nèi)部自帶的24位AD；

通信電路：采用RS485半雙工通信，電路能滿足1000米的無誤通信；

2、為了達(dá)到上述目的，本實用新型結(jié)構(gòu)上通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

電路小型化：板子尺寸僅為52mm*21mm。

溫度傳感器：為很好的測量待測水位的溫度，使用接線耳式的溫度傳感器，該傳感器通過傳感器固定片固定在管壁內(nèi)側(cè)，直接反應(yīng)水位溫度。

外型結(jié)構(gòu)：外徑尺寸僅為26mm，采用不銹鋼材質(zhì)，兩節(jié)防水處理，保證電路板的防水及密封。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

1）采用進(jìn)口感壓芯片及數(shù)字溫度傳感器，可同時在同一個傳感器上測量壓力值和溫度值；

2）先進(jìn)的貼片工藝，具有零點、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償；

3）高精度和高穩(wěn)定性放大集成電路；

4）全封焊結(jié)構(gòu)、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高；

5）通信采用RS485 通信協(xié)議，半雙工工作方式；

6）結(jié)構(gòu)小，外徑最小達(dá)26mm；

7）介質(zhì)溫度可達(dá)500度（高溫型），連接方式螺紋、法蘭等；

8）采用MODBUS通用協(xié)議，方便客戶使用。

附圖說明

圖1是本實用新型水位溫度傳感器的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示為實用新型水位溫度傳感器的結(jié)構(gòu)框圖。大方框中所示的部分在電路板中，器件均采用小型化器件。供電電路為恒流源電路、測量電路、CPU、485通信、溫度測量電路提供電源，恒流源電路輸出的1mA電流作為激勵信號源輸入到進(jìn)口壓阻式傳感器機(jī)芯中，傳感器機(jī)芯輸出的信號經(jīng)過測量電路的處理后輸入到CPU的AD采集電路中，同時CPU還讀取溫度測量電路的傳感器采集到的溫度值，CPU將得到水位的壓力信號及溫度信號通過485轉(zhuǎn)換電路后輸出。電路板對外有兩個接口：一個為接電源及通信的4芯接口，通過大線與航空插頭相連接；另一個為連接傳感器的4芯接口，通過線纜接壓阻式傳感器芯體。

如圖2所示為實用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。分下面9部分組成，分別是：1級防水帽，1級密封圈，密封帽，2級防水帽，2級密封圈，管螺片，主殼，傳感器固定殼，液位導(dǎo)帽。結(jié)構(gòu)進(jìn)行2級防水處理；電路板安裝在主殼中；溫度傳感器固定在主殼的管壁內(nèi)；壓阻式傳感器芯體安裝在傳感器固定殼中，通過液位導(dǎo)帽與被測的液體相連。