一種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，其包括安裝在排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井外的監(jiān)測(cè)箱以及導(dǎo)氣裝置；所述監(jiān)測(cè)箱內(nèi)置有單片機(jī)系統(tǒng)、微壓傳感器、微型氣泵、電源管理模塊和GPRS模塊，單片機(jī)系統(tǒng)分別與微壓傳感器、微型氣泵、電源管理模塊和GPRS模塊連接；所述導(dǎo)氣裝置包括位于排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井內(nèi)一端封閉的管體，所述管體的開(kāi)口端朝向排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井的底部，管體的封閉端密封連接有一連通管體內(nèi)孔的毛細(xì)管，所述毛細(xì)管的另一端與所述微壓傳感器連接，毛細(xì)管與微壓傳感器連接的端部還與所述微型氣泵的出氣端連接，所述毛細(xì)管外套設(shè)有保護(hù)管。本方案解決了現(xiàn)有城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置困難的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及水位監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體是一種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]城市排水管網(wǎng)安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)需要對(duì)重要的排水管路進(jìn)行水位的連續(xù)監(jiān)測(cè)，獲得水位的具體數(shù)值，以便進(jìn)行排水管路的調(diào)度及實(shí)時(shí)預(yù)警等。如公告號(hào)為CN 101865716 B 的專利文獻(xiàn)公開(kāi)的一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括窨井水位監(jiān)測(cè)終端和排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)，所述的窨井水位監(jiān)測(cè)終端采用GPRS無(wú)線通訊方式并通過(guò)Internet公網(wǎng)與排水管網(wǎng)信息處理平臺(tái)建立遠(yuǎn)程通信連接。該發(fā)明具有實(shí)時(shí)掌握排水管網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況，提高排水管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)、管理、考核水平，加強(qiáng)區(qū)域排水能力分析，提升應(yīng)急防汛能力等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]但設(shè)置城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)存在一定困難，主要原因如下:
[0004]1.水位監(jiān)測(cè)終端設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，監(jiān)測(cè)井中常年處于潮濕狀態(tài)，污水具有一定腐蝕性，監(jiān)測(cè)井中可能聚集爆炸性氣體，極端情況污水可能淹沒(méi)監(jiān)測(cè)設(shè)備。因此對(duì)監(jiān)測(cè)終端設(shè)備的防水性能、防腐性能甚至防爆性能都提出了較高要求。
[0005]2.由于污水中攜帶的泥沙很容易造成監(jiān)測(cè)井淤堵，必須定期進(jìn)行人工清淤。清淤過(guò)程中可能由于操作不當(dāng)，造成水位監(jiān)測(cè)設(shè)備的損壞。因此，對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的牢固性提出了很高要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，其能夠解決現(xiàn)有城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置困難的問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]—種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，其包括安裝在排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井外的監(jiān)測(cè)箱以及導(dǎo)氣裝置。所述監(jiān)測(cè)箱內(nèi)置有單片機(jī)系統(tǒng)、微壓傳感器、微型氣栗、電源管理模塊和GPRS模塊，單片機(jī)系統(tǒng)分別與微壓傳感器、微型氣栗、電源管理模塊和GPRS模塊連接； 所述電源管理模塊的一端通過(guò)AC/DC轉(zhuǎn)換器與市電連接，電源管理模塊的另一端連接有蓄電池;所述GPRS模塊連接有與監(jiān)控中心通訊的天線。所述導(dǎo)氣裝置包括位于排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井內(nèi)一端封閉的管體，所述管體的開(kāi)口端朝向排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井的底部，管體的封閉端密封連接有一連通管體內(nèi)孔的毛細(xì)管，所述毛細(xì)管的另一端與所述微壓傳感器連接，毛細(xì)管與微壓傳感器連接的端部還與所述微型氣栗的出氣端連接;所述毛細(xì)管外套設(shè)有保護(hù)管，所述保護(hù)管的一端與管體連接，保護(hù)管的另一端與監(jiān)測(cè)箱的壁連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述管體的封閉端上設(shè)有一個(gè)具有中心孔的連接柱，所述連接柱的中心孔貫穿管體的封閉端形成一個(gè)中心軸與管體的中心軸重合的導(dǎo)氣孔，該導(dǎo)氣孔與管體的內(nèi)孔連接;所述連接柱上配合安裝有一個(gè)毛細(xì)管接頭，該毛細(xì)管接頭的頂端與所述毛細(xì)管密封連接，所述毛細(xì)管與導(dǎo)氣孔連通。
[0010]進(jìn)一步的，所述管體連接毛細(xì)管的端部設(shè)有用于連接保護(hù)管的外螺紋。
[0011]本實(shí)用新型在排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井內(nèi)的污水水位低于導(dǎo)氣裝置的管體開(kāi)口端時(shí)，微型氣栗產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)毛細(xì)管進(jìn)入導(dǎo)氣裝置的管體，再經(jīng)管體的開(kāi)口端進(jìn)入空中，此時(shí)毛細(xì)管內(nèi)的壓力與大氣壓相同，微壓傳感器測(cè)得的壓力(表壓)為零。當(dāng)排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井內(nèi)的污水水位高于導(dǎo)氣裝置的管體開(kāi)口端時(shí)，微型氣栗產(chǎn)生的壓縮空氣將克服管體開(kāi)口端處的水壓后以氣泡的方式進(jìn)入大氣，管體開(kāi)口端處的水壓與毛細(xì)管內(nèi)壓縮空氣的壓力相同，此時(shí)微壓傳感器測(cè)得的壓力即為管體開(kāi)口端處的水壓，由此能夠計(jì)算出污水的水位。
[0012]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1.排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井內(nèi)布置導(dǎo)氣裝置的管體，毛細(xì)管外有保護(hù)管，保證了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度， 具有很強(qiáng)的抗破壞能力，不易在清淤過(guò)程中被損壞。
[0014]2.采用主動(dòng)式氣壓傳導(dǎo)液位信號(hào)，微壓傳感器等電子器件安裝在遠(yuǎn)離排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井的監(jiān)測(cè)箱中，防水、防腐、防爆，能補(bǔ)償測(cè)量管路微量的泄漏。
[0015]3.微壓傳感器接觸的是來(lái)自微型氣栗的干凈氣體，傳感器壽命長(zhǎng)。
[0016]4.采用微型氣栗主動(dòng)加壓，對(duì)監(jiān)測(cè)氣路微量泄漏不敏感?！靖綀D說(shuō)明】[0〇17]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的導(dǎo)氣裝置的使用原理圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的導(dǎo)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0021]—種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，如圖1所示，其包括安裝在排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井8外的監(jiān)測(cè)箱6以及導(dǎo)氣裝置。所述監(jiān)測(cè)箱6內(nèi)置有單片機(jī)系統(tǒng)60、微壓傳感器61、微型氣栗62、電源管理模塊63和GPRS模塊68,單片機(jī)系統(tǒng)60分別與微壓傳感器61、微型氣栗 62、電源管理模塊63和GPRS模塊68連接。所述電源管理模塊63的一端通過(guò)AC/DC轉(zhuǎn)換器66與市電連接，電源管理模塊63的另一端連接有蓄電池65,采用市電對(duì)本監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)供電和充電。 電源管理模塊63負(fù)責(zé)利用AC/DC轉(zhuǎn)換器66變換來(lái)的直流電源為蓄電池65充電，同時(shí)對(duì)蓄電池65進(jìn)行過(guò)充、過(guò)放保護(hù)及電壓監(jiān)測(cè)。當(dāng)市電斷電時(shí)，系統(tǒng)啟用蓄電池65供電，維持監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行。所述GPRS模塊68連接有與監(jiān)控中心通訊的天線67，GPRS模塊68及天線67同監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行通訊，將本監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的污水水位信息等傳輸至監(jiān)控中心。單片機(jī)系統(tǒng)60定時(shí)獲取微壓傳感器61的信號(hào)，并計(jì)算得到污水液位值，同本監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的地址信息一起構(gòu)成通訊幀，通過(guò)GPRS模塊68及天線67傳輸至監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)中。同時(shí)，本監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)也可針對(duì)蓄電池65的電壓、監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)、配置信息等與監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。所述導(dǎo)氣裝置如圖2所示，其包括位于排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井8內(nèi)一端封閉的管體5,所述管體5 的開(kāi)口端朝向排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井8的底部，管體5的封閉端密封連接有一連通管體5內(nèi)孔的毛細(xì)管1，所述毛細(xì)管1的另一端與所述微壓傳感器61連接，毛細(xì)管1與微壓傳感器61連接的端部還與所述微型氣栗62的出氣端連接。導(dǎo)氣裝置沒(méi)有直接采用毛細(xì)管1作為最后的出氣端，而是采用直徑大得多的管體5,來(lái)擴(kuò)大出氣端口的面積，避免毛細(xì)管1的出口端堵塞。所述毛細(xì)管1外套設(shè)有保護(hù)管7,所述保護(hù)管7的一端與管體5連接，保護(hù)管7的另一端與監(jiān)測(cè)箱6的壁連接。安裝時(shí)盡量保證導(dǎo)氣裝置的整個(gè)管路密封不漏氣。
[0022]為了避免泥沙淤積堵塞管體5的開(kāi)口端影響液位測(cè)量，導(dǎo)氣裝置的管體5安裝位置應(yīng)使管體5的開(kāi)口端離排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井8的底部具有一定高度H0,如圖2所示。監(jiān)測(cè)污水液位時(shí)微型氣栗62工作，向毛細(xì)管1及管體5中輸入壓縮空氣，如果排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井8里的污水水位低于管體5的下端面時(shí)，則壓縮空氣經(jīng)管體5的下端開(kāi)口進(jìn)入大氣中，毛細(xì)管1內(nèi)的壓力與周圍大氣壓相同，微壓傳感器61測(cè)得的壓力(表壓)為零，系統(tǒng)認(rèn)為此時(shí)的液位高度為H0(實(shí)際高度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)需知道)。當(dāng)排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井8中的污水液位10高于管體5的下端面時(shí)，壓縮空氣將克服液體在管體5的下端開(kāi)口處的壓力后以氣泡的方式進(jìn)入大氣中，管體5的開(kāi)口端及毛細(xì)管1內(nèi)的壓縮空氣的壓力與污水液面在管體5的開(kāi)口端處形成的壓力相同。設(shè)氣壓為P(表壓)，污水密度為P，污水水位為H，則H=P/p+H0，由此通過(guò)測(cè)量PS卩可得到污水液位值 H〇
[0023]為了節(jié)省電力消耗，污水水位監(jiān)測(cè)是周期性間斷進(jìn)行的，微型氣栗62只在測(cè)量期間開(kāi)啟，微型氣栗62開(kāi)啟時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)60持續(xù)檢測(cè)氣壓，當(dāng)氣壓維持不變一段時(shí)間后，以此壓力進(jìn)行液位計(jì)算，獲得液位值。然后，關(guān)閉微型氣栗62進(jìn)入休眠期，節(jié)約電力消耗。
[0024]如圖3所示，所述管體5的封閉端上設(shè)有一個(gè)具有中心孔的連接柱51，所述連接柱 51的中心孔貫穿管體5的封閉端形成一個(gè)中心軸與管體5的中心軸重合的導(dǎo)氣孔3,該導(dǎo)氣孔3與管體5的內(nèi)孔連接;所述連接柱51上配合安裝有一個(gè)毛細(xì)管接頭2,該毛細(xì)管接頭2的頂端與所述毛細(xì)管1密封連接，所述毛細(xì)管1與導(dǎo)氣孔3連通。
[0025]所述管體5連接毛細(xì)管1的端部設(shè)有用于連接保護(hù)管7的外螺紋4,保護(hù)管7與管體5 螺紋密封鏈接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括安裝在排水管網(wǎng)監(jiān) 測(cè)井(8)外的監(jiān)測(cè)箱(6)以及導(dǎo)氣裝置；所述監(jiān)測(cè)箱(6)內(nèi)置有單片機(jī)系統(tǒng)(60)、微壓傳感器(61)、微型氣栗(62)、電源管理模 塊(63)和GPRS模塊(68)，單片機(jī)系統(tǒng)(60)分別與微壓傳感器(61)、微型氣栗(62)、電源管理 模塊(63)和GPRS模塊(68)連接;所述電源管理模塊(63)的一端通過(guò)AC/DC轉(zhuǎn)換器(66)與市 電連接，電源管理模塊(63)的另一端連接有蓄電池(6 5);所述GPRS模塊(68)連接有與監(jiān)控 中心通訊的天線(67);所述導(dǎo)氣裝置包括位于排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井(8)內(nèi)一端封閉的管體(5)，所述管體(5)的開(kāi) 口端朝向排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)井(8)的底部，管體(5)的封閉端密封連接有一連通管體(5)內(nèi)孔的 毛細(xì)管(1)，所述毛細(xì)管(1)的另一端與所述微壓傳感器(61)連接，毛細(xì)管(1)與微壓傳感器 (61)連接的端部還與所述微型氣栗(62)的出氣端連接;所述毛細(xì)管(1)外套設(shè)有保護(hù)管 (7)，所述保護(hù)管(7)的一端與管體(5)連接，保護(hù)管(7)的另一端與監(jiān)測(cè)箱(6)的壁連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所 述管體(5)的封閉端上設(shè)有一個(gè)具有中心孔的連接柱(51)，所述連接柱(51)的中心孔貫穿 管體(5)的封閉端形成一個(gè)中心軸與管體(5)的中心軸重合的導(dǎo)氣孔(3)，該導(dǎo)氣孔(3)與管 體(5)的內(nèi)孔連接;所述連接柱(51)上配合安裝有一個(gè)毛細(xì)管接頭(2)，該毛細(xì)管接頭(2)的 頂端與所述毛細(xì)管(1)密封連接，所述毛細(xì)管(1)與導(dǎo)氣孔(3)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種主動(dòng)加壓式城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所 述管體(5)連接毛細(xì)管(1)的端部設(shè)有用于連接保護(hù)管(7)的外螺紋(4)。
【文檔編號(hào)】G01F23/18GK205607490SQ201620455682
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】謝昌華, 張世富, 張冬梅
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍后勤工程學(xué)院