專利名稱：可無線操作的明渠水位流量測量儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種水位流量測量儀器，具體地說涉及一種可無線操作的明渠水位流量測量儀。
背景技術：
目前明渠水位流量測量儀主要有四種1、是以超聲波為原理，先測量水位，然后再進行流量換算。這種方法受氣溫、氣壓及空氣質量等環境因素影響大，其精度較差。2、是采用流驅動葉輪并連接計數器構成的，利用流量與產品規格的密切配合進行水位測量。此法不便于量程之間的相互轉換，渠中漂浮物也會嚴重影響測量效果。3、是利用水位高低對水渠底部產生的壓差，從而實現流量的測量。此種方法在大量程時(如水庫幾十米)效果較好，小量程時誤差較大。4、明渠水位流量測量儀雖克服了上述三種測量儀原理上的缺點，但在數據采集和參數設置過程中要拆卸防護殼，不便于野外作業。
在水利及相關領域的灌區開放式明渠中，特別是干渠、支渠小流量的測量過程中，可無線操作的明渠水位流量測量儀，經查詢無此類專用測量儀。
發明內容
本發明提供了一種方便野外使用、可通過無線操作來實現的明渠水位流量測量儀器。
本發明的技術方案是這樣實現的，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。
電氣盒上端面裝有充電器外接極板。電氣盒內裝有電路板、電池盒，電路板上固定有液晶顯示屏、單片機芯片、存儲器電路、實時時鐘電路、印刷天線、充電器控制電路、無線收發芯片、復位按鈕、工作指示燈、故障指示燈。
如上所述的傳感器體可由多根傳感器相連接，相鄰傳感器之間通過接頭相連，接頭之間通過連接螺栓相固定，接頭上還固定有連接器，傳感器體的上端與電氣盒用連接螺釘相連，傳感器體的下端裝有端蓋，傳感器外殼與面板之間灌有密封膠。
可無線操作的明渠水位流量測量儀工作時，將被測的渠中水作為公共極板。當渠中的水沒有淹沒到某一單體電極片時，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，檢測電路檢測不到水位信息。當渠中的水淹沒到該單體電極片時，由于有絕緣層作電介質，渠中的水與該電極片形成平行板電容，其電容量將比淹沒前的電容量增大，這一電容可被檢測到。在測量時，檢測電路對每個電極片進行檢測，將檢測結果以數字信號形式送入單片機，經過對數據的計算、存儲后，送液晶顯示屏顯示，液晶顯示屏可以設置為顯示水位或流量，也可以設置為以交替方式顯示水位和流量。傳感器體的測量精度只與單體電極片在傳感器上排列間距及單片機處理程序有關，而與外界溫度、濕度、壓力以及傳感器長度等因素無關。內部的可充電電池為測量儀工作提供電能量，電量不足時由液晶顯示屏提示信息。當電池電量不足時，連接電氣盒上端面裝有的充電器外接極板和傳感器的金屬殼體，通過充電器控制電路可對電池進行充電，上述兩個電極具有防短路和防反接特點。
用一個手持的輔助儀器可對其以無線方式進行記錄轉存和參數設置操作，而不需要將儀器開蓋，也不必用任何接線。使儀器的密封性與堅固性提高，更方便使用、操作和野外使用。
本發明的優點如下1.傳感器體精度高，分辨率達2毫米，測量精度達4毫米。
2.測量量程可根據需要續接，測量精度不受量程影響。
3.配有實時時鐘，能夠記錄實時水流情況。
4.大容量存儲器，滿足長時間大量信息的存儲。
5.可按水位或流量進行測量或記錄。
6.按水位測量時可應用于任何渠道中。
7.按流量測量時可直接選用符合水利規范的36種槽、堰按編號設定，將水位換算成流量。也可選用自定義方式進行多段水位-流量進行律(標)定后由水位換算成流量。
8.操作不用開蓋，更便于野外使用。
9.可以無線方式進行記錄轉存和參數設置。
10.帶充電路和充電電池，長期使用不需要更換電池。
11.充電器外接極板具有防短路和防反接特點。
12.整體密封，防水性好。
具體實施例方式
圖1為本發明可無線操作明渠水位流量測量儀的結構示意圖。
圖2為本發明可無線操作明渠水位流量測量儀電器盒的側面結構示意3為本發明可無線操作明渠水位流量測量儀電器盒的背面結構示意4為本發明可無線操作明渠水位流量測量儀傳感體部分示意圖。
圖5為本發明可無線操作明渠水位流量測量儀的面板結構示意圖。
圖6為本發明可無線操作明渠水位流量測量儀的感體面板結構剖面圖。
如圖所示，固定在傳感器外殼18上的電路板27、電極片25、絕緣層26組成面板24，面板24裝在傳感器外殼18的正面，傳感器外殼18與面板24之間灌封有密封膠17，電路板27上附著有形狀相同、面積相等、等間距排列的電極片25，電極片25上覆蓋有聚炭酸脂材料的絕緣層26，該傳感器體3可以由多根傳感器相連，兩根傳感器之間分別通過裝在其上的接頭20和接頭21相連，接頭20和接頭21通過連接螺栓19相固定，接頭20、21上還固定有連接器22，兩根傳感器之間的電源及信號通過連接器22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23。電氣盒1上裝有充電器外接極板11。電氣盒1內裝有電路板4、電池盒9，電路板4上固定有液晶顯示屏5、單片機芯片15、存儲器電路14、實時時鐘電路16、印開天線13、充電器控制電路10、收發芯片12、復位按鈕6、工作指示燈7、故障指示燈8。
當傳感器體3感受到渠中水位變化時，通過導線可將水位變化的信息傳遞到電器盒1中的電路板4上的單片機芯片15中。單片機芯片15為間歇方式工作，不采樣時為睡眠方式，以節約電能量，采樣時是由實時時鐘電路16按可設定的定時間隔喚醒單片機15，每喚醒一次后，單片機15既對傳感器體3進行水位采樣，按以給定的計算方法或律(標)定參數計算出水位值或流量值，并顯示在液晶顯示屏5上。這些數據連同此刻的實時時間一起被保存在存儲器電路14中形成測量記錄。充電器外殼極板11與傳感殼體3的不銹鋼形成自給充電電路，滿足整個電路工作用電。
標準或規則堰槽均可使用該可無線操作的明渠水位流量測量儀進行流量測量。用于標準堰槽時，輸入所用的標準堰槽號既可；用于非標準的其他斷面規則的堰槽或明渠時，進行現場多點水位-流量律(標)定后再使用。
該測量儀也可在任何明渠渠道中進行水位測量。
權利要求
1.一種可無線操作的明渠水位流量測量儀是由傳感器體(3)和電氣盒(1)兩部分組成，其特征在于傳感器體(3)的上端與電氣盒(1)相連接，傳感器體(3)的下端裝有端蓋(23)；傳感器體(3)包括傳感器外殼(18)和固定在傳感器外殼(18)正面上的面板(24)，面板(24)由電路板(27)、電極片(25)和絕緣層(26)組成，電路板(27)上附著有形狀相同、面積相等、等間距排列的電極片(25)，電極片(25)上覆蓋絕緣層(26)，傳感器外殼(18)與面板(24)之間灌有密封膠(26)；電氣盒(1)上端面裝有充電器外接極板(11)，電氣盒(1)內裝有電路板(4)、電池盒(9)，電路板(4)上固定有液晶顯示屏(5)、單片機芯片(15)、存儲器電路(14)、實時時鐘電路(16)、印刷天線(13)、充電器控制電路(10)、無線收發芯片(12)、復位按鈕(6)、工作指示燈(7)、故障指示燈(8)。
2.如權利要求1所述的一種可無線操作的明渠水位流量測量儀，其特征在于所述的傳感器體(3)由傳感器相連接，相鄰傳感器( )之間通過接頭(20)、(21)相連，接頭(20)、(21)之間通過連接螺栓(19)相固定，接頭(20)、(21)上固定有連接器(22)。
全文摘要
一種可無線操作的明渠水位流量測量儀是由傳感器體(3)和電氣盒(1)兩部分組成，其特征在于傳感器體(3)包括傳感器外殼(18)和固定在傳感器外殼(18)正面上的面板(24)，電氣盒(1)上端面裝有充電器外接極板(11)，電氣盒(1)內裝有電路板(4)、電池盒(9)，電路板(4)上固定有液晶顯示屏(5)、單片機芯片(15)、存儲器電路(14)、實時時鐘電路(16)、印刷天線(13)、充電器控制電路(10)、無線收發芯片(12)、復位按鈕(6)、工作指示燈(7)、故障指示燈(8)。本發明具有無線方式進行記錄轉存和參數設置、便于野外使用的優點。
文檔編號G01F23/22GK1793794SQ20051004824
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月27日 優先權日2005年12月27日
發明者蘇斌, 何小剛, 陳清君, 牛存飛, 李志英 申請人:太原理工天成科技股份有限公司