氣壓傳導(dǎo)裝置及城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉一種氣壓傳導(dǎo)裝置，其包括下端開口的氣封腔體，該氣封腔體上端的中心部向外凸出形成一個罩型的連接部，該連接部的頂端上設(shè)有一個具有中心孔的連接柱，連接柱的中心孔貫穿連接部的頂端形成一個與連接部中心軸重合的導(dǎo)氣孔，該導(dǎo)氣孔與氣封腔體的空腔連通；連接柱上配合安裝有一個毛細管接頭，該毛細管接頭的頂端密封連接有一根毛細管，毛細管與導(dǎo)氣孔連通。本實用新型還涉及一種城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點，其包括監(jiān)測箱和氣壓傳導(dǎo)裝置；監(jiān)測箱內(nèi)置有單片機系統(tǒng)、微壓傳感器、電源管理模塊和通訊電路，微壓傳感器通過一個隔離裝置與氣壓傳導(dǎo)裝置的毛細管連接。本方案提高了現(xiàn)有城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點的防護性能、便于安裝維護。
【專利說明】
氣壓傳導(dǎo)裝置及城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及水位監(jiān)測技術(shù)，具體是一種氣壓傳導(dǎo)裝置及城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點。
【背景技術(shù)】
[0002]城市排水管網(wǎng)安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)需要對重要的排水管路進行水位的連續(xù)監(jiān)測，獲得水位的具體數(shù)值，以便進行排水管路的調(diào)度及實時預(yù)警等。如公告號為CN 101865716 B的專利文獻公開的一種城市排水管網(wǎng)水位信息監(jiān)測系統(tǒng)，其包括窨井水位監(jiān)測終端和排水管網(wǎng)信息處理平臺，所述的窨井水位監(jiān)測終端采用GPRS無線通訊方式并通過Internet公網(wǎng)與排水管網(wǎng)信息處理平臺建立遠程通信連接。該發(fā)明具有實時掌握排水管網(wǎng)動態(tài)運行狀況，提高排水管網(wǎng)的養(yǎng)護、管理、考核水平，加強區(qū)域排水能力分析，提升應(yīng)急防汛能力等優(yōu)點。
[0003]但設(shè)置城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點存在一定困難，主要原因如下:
[0004]1.水位監(jiān)測終端設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，監(jiān)測井中常年處于潮濕狀態(tài)，污水具有一定腐蝕性，監(jiān)測井中可能聚集爆炸性氣體，極端情況污水可能淹沒監(jiān)測設(shè)備。因此對監(jiān)測終端設(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)測井淤堵，必須定期進行人工清淤。清淤過程中可能由于操作不當(dāng)，造成水位監(jiān)測設(shè)備的損壞。因此，對監(jiān)測設(shè)備的牢固性提出了很高要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種氣壓傳導(dǎo)裝置及城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點，其能夠解決現(xiàn)有城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點防護能力差、不便安裝維護的問題。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]—種氣壓傳導(dǎo)裝置，其包括下端開口的氣封腔體，該氣封腔體上端的中心部向外凸出形成一個罩型的連接部，該連接部的頂端上設(shè)有一個具有中心孔的連接柱，所述連接柱的中心孔貫穿連接部的頂端形成一個中心軸與連接部的中心軸重合的導(dǎo)氣孔，該導(dǎo)氣孔與氣封腔體的空腔連通;所述連接柱上配合安裝有一個毛細管接頭，該毛細管接頭的頂端密封連接有一根毛細管，所述毛細管與導(dǎo)氣孔連通。
[0009]本發(fā)明還提供了一種城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點，其包括安裝在排水管網(wǎng)監(jiān)測井外的監(jiān)測箱，其還包括上述的氣壓傳導(dǎo)裝置，所述氣壓傳導(dǎo)裝置的氣封腔體位于排水管網(wǎng)監(jiān)測井內(nèi)；所述監(jiān)測箱內(nèi)置有單片機系統(tǒng)、微壓傳感器、電源管理模塊和與監(jiān)控中心通信連接的通訊電路，單片機系統(tǒng)分別與微壓傳感器、電源管理模塊和通訊電路連接;所述電源管理模塊連接有電源;所述微壓傳感器通過一個傳導(dǎo)壓力的隔離裝置與氣壓傳導(dǎo)裝置的毛細管連接，所述毛細管外套設(shè)有一保護管，該保護管的一端與所述氣壓傳導(dǎo)裝置的連接部連接，保護管的另一端與監(jiān)測箱的壁連接。
[0010]進一步的，所述隔離裝置包括采用毛細管制作而成的U形管，所述U形管的左端與所述氣壓傳導(dǎo)裝置的毛細管連接，U形管的右端與微壓傳感器連接，該U形管中填充有一段隔離液，所述隔離液與微壓傳感器之間通過填充于U形管右端部內(nèi)的空氣隔離開。
[0011]進一步的，所述電源由市電、太陽能電池和蓄電池構(gòu)成，所述市電與電源管理模塊之間通過AC/DC轉(zhuǎn)換器連接。
[0012]進一步的，所述通訊電路由GPRS模塊和天線構(gòu)成，該GPRS模塊的一端與單片機系統(tǒng)連接，GPRS模塊的另一端與天線連接。
[0013]本實用新型所公布的氣壓傳導(dǎo)裝置，其采用氣封腔體和毛細管的結(jié)構(gòu)將排水管網(wǎng)監(jiān)測井內(nèi)的液位壓力傳遞到井外，而不必將整個監(jiān)測節(jié)點設(shè)于井內(nèi)，而本氣壓傳導(dǎo)裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠，容易達到較高要求的防水性能、防腐性能和防爆性能，安裝方便可靠，不易損壞。
[0014]本實用新型的城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點采用上述氣壓傳導(dǎo)裝置，其利用氣壓傳導(dǎo)水位信息，只在監(jiān)測井設(shè)置一個氣封腔體和在保護管保護下的毛細管，用于傳遞高出氣封腔體下端的水位壓力信息，其余監(jiān)測設(shè)備布置在監(jiān)測井外的監(jiān)測箱中。監(jiān)測箱中的單片機系統(tǒng)和微壓傳感器再將氣壓信號換算成液位信息后，傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實現(xiàn)監(jiān)測節(jié)點水位的監(jiān)測。本城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點只要保證氣壓傳導(dǎo)裝置牢固、耐腐蝕，就能保證本監(jiān)測節(jié)點具有高強度、耐腐蝕、防爆、防水、可靠性高等優(yōu)點。
[0015]本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0016]1.監(jiān)測井中布置氣封腔體和保護管，保證了結(jié)構(gòu)強度大，具有很強的抗破壞能力，不易在清淤過程中被損壞。
[0017]2.采用氣壓傳導(dǎo)形式，微壓傳感器等電子系統(tǒng)安裝在遠離測井的監(jiān)測箱中，防水、防腐、防爆。
[0018]3.設(shè)置隔離裝置，避免微壓傳感器接觸來自監(jiān)測井中的氣體，延長微壓傳感器的壽命O
[0019]4.監(jiān)測節(jié)點采用多種供電方案，適于各種應(yīng)用場合。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型氣壓傳導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為氣壓傳導(dǎo)裝置的使用原理圖；
[0022]圖3為本實用新型城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖4為本城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點中隔離裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0025]—種氣壓傳導(dǎo)裝置，如圖1所示，其包括下端開口的氣封腔體5，氣封腔體5為一倒扣的皿形結(jié)構(gòu)。該氣封腔體5上端的中心部向外凸出形成一個罩型的連接部4，該連接部4的頂端上設(shè)有一個具有中心孔的連接柱41，所述連接柱41的中心孔貫穿連接部4的頂端形成一個中心軸與連接部4的中心軸重合的導(dǎo)氣孔3，該導(dǎo)氣孔3與氣封腔體5的空腔連通;所述連接柱41上配合安裝有一個毛細管接頭2，該毛細管接頭2的頂端密封連接有一根毛細管I，所述毛細管I與導(dǎo)氣孔3連通。安裝時應(yīng)保證整個氣壓傳導(dǎo)裝置的管路密封不漏氣。
[0026]本氣壓傳導(dǎo)裝置測量井內(nèi)的液位時，如圖2所示，氣封腔體5的位置應(yīng)離監(jiān)測井8底部一定高度HO，避免泥沙淤積堵塞氣封腔體5的開口端影響液位測量。當(dāng)監(jiān)測井8里的污水水位低于氣封腔體5時，氣封腔體5和毛細管I內(nèi)壓力與周圍大氣壓相同，毛細管I傳導(dǎo)出的壓力為零，則認為此時的液位高度為HO，沒有達到需要監(jiān)測預(yù)警的情況。當(dāng)監(jiān)測井8中污水液面10上升到氣封腔體5的開口端以上位置時，空氣被封閉在氣封腔體5內(nèi)且隨著液位10的升高而被不斷的壓縮，進入氣封腔體5內(nèi)的污水液位9的高度h增加，使得氣封腔體5及毛細管I內(nèi)的氣壓升高。設(shè)氣封腔體5及毛細管I內(nèi)的氣壓為P，污水密度為P，氣封腔體5的直徑為D，毛細管I的直徑為d，則有Hp-hp-H0p = PJP是H=P/p+h+ΗΟ。由于D > > d，因此h可以忽略不計，于是有Η=Ρ/ρ+Η0。在知道HO的情況下，通過測量P即可得到污水液位值H。
[0027]—種城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點，如圖3所示，其包括安裝在排水管網(wǎng)監(jiān)測井8外的監(jiān)測箱6，其還包括上述的氣壓傳導(dǎo)裝置，所述氣壓傳導(dǎo)裝置的氣封腔體5位于排水管網(wǎng)監(jiān)測井8內(nèi)，氣壓傳導(dǎo)裝置利用氣壓傳導(dǎo)水位信息，只在監(jiān)測井8設(shè)置一個氣封腔體5和在保護管7保護下的毛細管I，用于傳遞高出氣封腔體5下端的水位壓力信息。所述監(jiān)測箱6內(nèi)置有單片機系統(tǒng)60、微壓傳感器61、電源管理模塊63和與監(jiān)控中心通信連接的通訊電路，單片機系統(tǒng)60分別與微壓傳感器61、電源管理模塊63和通訊電路連接;所述電源管理模塊63連接有電源;所述微壓傳感器61通過一個傳導(dǎo)壓力的隔離裝置62與氣壓傳導(dǎo)裝置的毛細管I連接，所述毛細管I外套設(shè)有一保護管7，該保護管7的一端與所述氣壓傳導(dǎo)裝置的連接部4連接，保護管7的另一端與監(jiān)測箱6的壁連接。
[0028]通訊電路用于同監(jiān)控中心計算機構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，進行通信。單片機系統(tǒng)60定時獲取微壓傳感器61的信號，并計算得到污水液位值，同本站的地址信息一起構(gòu)成通訊幀，通過通訊電路傳輸至監(jiān)控中心的計算機。電源管理模塊63負責(zé)電源管理，對單片機系統(tǒng)60供電。
[0029]為了避免氣封腔體5中封閉的氣體(可能含有甲烷等爆炸性氣體、水汽等)與微壓傳感器61接觸，為此，我們設(shè)置了一個隔離裝置62，所述隔離裝置62包括采用毛細管制作而成的U形管620，U形管620的左端與所述氣壓傳導(dǎo)裝置的毛細管I連接，U形管620的右端與微壓傳感器61連接，隔離液621傳導(dǎo)毛細管I內(nèi)壓力的同時起到隔離保護作用。所述該U形管620中填充有一段高穩(wěn)定的隔離液621，如圖4所示，所述隔離液621與微壓傳感器61之間通過填充于U形管620右端部內(nèi)的空氣隔離開，避免隔離油接觸微壓傳感器，該處的空氣選用潔凈、干燥的，空氣量應(yīng)盡量少，使得測量時隔離液621上升的高度盡量少，以減少隔離誤差。
[0030]所述電源由市電、太陽能電池64和蓄電池65構(gòu)成，電源管理模塊63負責(zé)利用經(jīng)AC/DC轉(zhuǎn)換器66(即交直流轉(zhuǎn)換器)變換來的直流電源或太陽能電池64來的直流電源為蓄電池65充電，同時對蓄電池65進行過充、過放保護及電壓監(jiān)測。根據(jù)使用場合，太陽能電池64、市電可以選擇使用。當(dāng)市電布設(shè)方便且可靠時，可以不要太陽能電池64。當(dāng)市電布設(shè)不方便且全年日照充足時，可以不接市電。當(dāng)二者均不理想且信息采集周期較長時，可以采取一系列節(jié)電措施降低節(jié)點功耗，此時可直接采用電池供電。
[0031]所述通訊電路由GPRS模塊68和天線67構(gòu)成，該GPRS模塊68的一端與單片機系統(tǒng)60連接，GPRS模塊68的另一端與天線67連接。通訊電路在傳遞水位信息的同時，也可針對電池電壓、節(jié)點工作狀態(tài)、配置信息等與監(jiān)控中心計算機進行通訊。
【主權(quán)項】
1.一種氣壓傳導(dǎo)裝置，其特征在于:包括下端開口的氣封腔體(5)，該氣封腔體(5)上端的中心部向外凸出形成一個罩型的連接部(4)，該連接部(4)的頂端上設(shè)有一個具有中心孔的連接柱(41)，所述連接柱(41)的中心孔貫穿連接部(4)的頂端形成一個中心軸與連接部(4)的中心軸重合的導(dǎo)氣孔(3)，該導(dǎo)氣孔(3)與氣封腔體(5)的空腔連通;所述連接柱(41)上配合安裝有一個毛細管接頭(2)，該毛細管接頭(2)的頂端密封連接有一根毛細管(I)，所述毛細管(I)與導(dǎo)氣孔(3)連通。2.—種城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點，包括安裝在排水管網(wǎng)監(jiān)測井(8)外的監(jiān)測箱(6)，其特征在于:還包括權(quán)利要求1所述的氣壓傳導(dǎo)裝置，所述氣壓傳導(dǎo)裝置的氣封腔體(5)位于排水管網(wǎng)監(jiān)測井(8)內(nèi)；所述監(jiān)測箱(6)內(nèi)置有單片機系統(tǒng)(60)、微壓傳感器(61)、電源管理模塊(63)和與監(jiān)控中心通信連接的通訊電路，單片機系統(tǒng)(60)分別與微壓傳感器(61)、電源管理模塊(63)和通訊電路連接;所述電源管理模塊(63)連接有電源;所述微壓傳感器(61)通過一個傳導(dǎo)壓力的隔離裝置(62)與氣壓傳導(dǎo)裝置的毛細管(I)連接，所述毛細管(I)外套設(shè)有一保護管(7)，該保護管(7)的一端與所述氣壓傳導(dǎo)裝置的連接部(4)連接，保護管(7)的另一端與監(jiān)測箱(6)的壁連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點，其特征在于:所述隔離裝置(62)包括采用毛細管制作而成的U形管(620)，所述U形管(620)的左端與所述氣壓傳導(dǎo)裝置的毛細管(I)連接，U形管(620)的右端與微壓傳感器(61)連接，該U形管(620)中填充有一段隔離液(621)，所述隔離液(621)與微壓傳感器(61)之間通過填充于U形管(620)右端部內(nèi)的空氣隔離開。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點，其特征在于:所述電源由市電、太陽能電池(64)和蓄電池(65)構(gòu)成，所述市電與電源管理模塊(63)之間通過AC/DC轉(zhuǎn)換器(66)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的城市排水管網(wǎng)水位監(jiān)測節(jié)點，其特征在于:所述通訊電路由GPRS模塊(6 8)和天線(6 7)構(gòu)成，該GPRS模塊(68)的一端與單片機系統(tǒng)(60)連接，GPRS模塊(68)的另一端與天線(67)連接。
【文檔編號】G01F23/16GK205642544SQ201620457309
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】謝昌華, 張世富, 張冬梅
【申請人】中國人民解放軍后勤工程學(xué)院