一種主動加壓式城市排水管網水位監測節點的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種主動加壓式城市排水管網水位監測節點，其包括安裝在排水管網監測井外的監測箱以及導氣裝置；所述監測箱內置有單片機系統、微壓傳感器、微型氣泵、電源管理模塊和GPRS模塊，單片機系統分別與微壓傳感器、微型氣泵、電源管理模塊和GPRS模塊連接；所述導氣裝置包括位于排水管網監測井內一端封閉的管體，所述管體的開口端朝向排水管網監測井的底部，管體的封閉端密封連接有一連通管體內孔的毛細管，所述毛細管的另一端與所述微壓傳感器連接，毛細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，所述毛細管外套設有保護管。本方案解決了現有城市排水管網水位監測節點設置困難的問題。
【專利說明】
一種主動加壓式城市排水管網水位監測節點
技術領域
[0001]本實用新型涉及水位監測技術，具體是一種主動加壓式城市排水管網水位監測無線節點。【背景技術】
[0002]城市排水管網安全監控預警系統需要對重要的排水管路進行水位的連續監測，獲得水位的具體數值，以便進行排水管路的調度及實時預警等。如公告號為CN 101865716 B 的專利文獻公開的一種城市排水管網水位信息監測系統，其包括窨井水位監測終端和排水管網信息處理平臺，所述的窨井水位監測終端采用GPRS無線通訊方式并通過Internet公網與排水管網信息處理平臺建立遠程通信連接。該發明具有實時掌握排水管網動態運行狀況，提高排水管網的養護、管理、考核水平，加強區域排水能力分析，提升應急防汛能力等優點。
[0003]但設置城市排水管網水位監測節點存在一定困難，主要原因如下:
[0004]1.水位監測終端設備的工作環境惡劣，監測井中常年處于潮濕狀態，污水具有一定腐蝕性，監測井中可能聚集爆炸性氣體，極端情況污水可能淹沒監測設備。因此對監測終端設備的防水性能、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，造成水位監測設備的損壞。因此，對監測設備的牢固性提出了很高要求。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種主動加壓式城市排水管網水位監測節點，其能夠解決現有城市排水管網水位監測節點設置困難的問題。
[0007]本實用新型的技術方案如下:
[0008]—種主動加壓式城市排水管網水位監測節點，其包括安裝在排水管網監測井外的監測箱以及導氣裝置。所述監測箱內置有單片機系統、微壓傳感器、微型氣栗、電源管理模塊和GPRS模塊，單片機系統分別與微壓傳感器、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AC/DC轉換器與市電連接，電源管理模塊的另一端連接有蓄電池;所述GPRS模塊連接有與監控中心通訊的天線。所述導氣裝置包括位于排水管網監測井內一端封閉的管體，所述管體的開口端朝向排水管網監測井的底部，管體的封閉端密封連接有一連通管體內孔的毛細管，所述毛細管的另一端與所述微壓傳感器連接，毛細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;所述毛細管外套設有保護管，所述保護管的一端與管體連接，保護管的另一端與監測箱的壁連接。
[0009]進一步的，所述管體的封閉端上設有一個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中心軸與管體的中心軸重合的導氣孔，該導氣孔與管體的內孔連接;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與所述毛細管密封連接，所述毛細管與導氣孔連通。
[0010]進一步的，所述管體連接毛細管的端部設有用于連接保護管的外螺紋。
[0011]本實用新型在排水管網監測井內的污水水位低于導氣裝置的管體開口端時，微型氣栗產生的壓縮空氣經毛細管進入導氣裝置的管體，再經管體的開口端進入空中，此時毛細管內的壓力與大氣壓相同，微壓傳感器測得的壓力(表壓)為零。當排水管網監測井內的污水水位高于導氣裝置的管體開口端時，微型氣栗產生的壓縮空氣將克服管體開口端處的水壓后以氣泡的方式進入大氣，管體開口端處的水壓與毛細管內壓縮空氣的壓力相同，此時微壓傳感器測得的壓力即為管體開口端處的水壓，由此能夠計算出污水的水位。
[0012]本實用新型具有如下優點:
[0013]1.排水管網監測井內布置導氣裝置的管體，毛細管外有保護管，保證了結構強度， 具有很強的抗破壞能力，不易在清淤過程中被損壞。
[0014]2.采用主動式氣壓傳導液位信號，微壓傳感器等電子器件安裝在遠離排水管網監測井的監測箱中，防水、防腐、防爆，能補償測量管路微量的泄漏。
[0015]3.微壓傳感器接觸的是來自微型氣栗的干凈氣體，傳感器壽命長。
[0016]4.采用微型氣栗主動加壓，對監測氣路微量泄漏不敏感。【附圖說明】[0〇17]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0018]圖2為本實用新型的導氣裝置的使用原理圖；
[0019]圖3為本實用新型的導氣裝置的結構示意圖；【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0021]—種主動加壓式城市排水管網水位監測節點，如圖1所示，其包括安裝在排水管網監測井8外的監測箱6以及導氣裝置。所述監測箱6內置有單片機系統60、微壓傳感器61、微型氣栗62、電源管理模塊63和GPRS模塊68,單片機系統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AC/DC轉換器66與市電連接，電源管理模塊63的另一端連接有蓄電池65,采用市電對本監測節點供電和充電。 電源管理模塊63負責利用AC/DC轉換器66變換來的直流電源為蓄電池65充電，同時對蓄電池65進行過充、過放保護及電壓監測。當市電斷電時，系統啟用蓄電池65供電，維持監測節點運行。所述GPRS模塊68連接有與監控中心通訊的天線67，GPRS模塊68及天線67同監控中心的計算機構成網絡，進行通訊，將本監測節點的污水水位信息等傳輸至監控中心。單片機系統60定時獲取微壓傳感器61的信號，并計算得到污水液位值，同本監測節點的地址信息一起構成通訊幀，通過GPRS模塊68及天線67傳輸至監控中心的計算機中。同時，本監測節點也可針對蓄電池65的電壓、監測節點的工作狀態、配置信息等與監控中心的計算機進行通訊。所述導氣裝置如圖2所示，其包括位于排水管網監測井8內一端封閉的管體5,所述管體5 的開口端朝向排水管網監測井8的底部，管體5的封閉端密封連接有一連通管體5內孔的毛細管1，所述毛細管1的另一端與所述微壓傳感器61連接，毛細管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。導氣裝置沒有直接采用毛細管1作為最后的出氣端，而是采用直徑大得多的管體5,來擴大出氣端口的面積，避免毛細管1的出口端堵塞。所述毛細管1外套設有保護管7,所述保護管7的一端與管體5連接，保護管7的另一端與監測箱6的壁連接。安裝時盡量保證導氣裝置的整個管路密封不漏氣。
[0022]為了避免泥沙淤積堵塞管體5的開口端影響液位測量，導氣裝置的管體5安裝位置應使管體5的開口端離排水管網監測井8的底部具有一定高度H0,如圖2所示。監測污水液位時微型氣栗62工作，向毛細管1及管體5中輸入壓縮空氣，如果排水管網監測井8里的污水水位低于管體5的下端面時，則壓縮空氣經管體5的下端開口進入大氣中，毛細管1內的壓力與周圍大氣壓相同，微壓傳感器61測得的壓力(表壓)為零，系統認為此時的液位高度為H0(實際高度監測系統無需知道)。當排水管網監測井8中的污水液位10高于管體5的下端面時，壓縮空氣將克服液體在管體5的下端開口處的壓力后以氣泡的方式進入大氣中，管體5的開口端及毛細管1內的壓縮空氣的壓力與污水液面在管體5的開口端處形成的壓力相同。設氣壓為P(表壓)，污水密度為P，污水水位為H，則H=P/p+H0，由此通過測量PS卩可得到污水液位值 H〇
[0023]為了節省電力消耗，污水水位監測是周期性間斷進行的，微型氣栗62只在測量期間開啟，微型氣栗62開啟時單片機系統60持續檢測氣壓，當氣壓維持不變一段時間后，以此壓力進行液位計算，獲得液位值。然后，關閉微型氣栗62進入休眠期，節約電力消耗。
[0024]如圖3所示，所述管體5的封閉端上設有一個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的封閉端形成一個中心軸與管體5的中心軸重合的導氣孔3,該導氣孔3與管體5的內孔連接;所述連接柱51上配合安裝有一個毛細管接頭2,該毛細管接頭2的頂端與所述毛細管1密封連接，所述毛細管1與導氣孔3連通。
[0025]所述管體5連接毛細管1的端部設有用于連接保護管7的外螺紋4,保護管7與管體5 螺紋密封鏈接。
【主權項】
1.一種主動加壓式城市排水管網水位監測節點，其特征在于:包括安裝在排水管網監 測井(8)外的監測箱(6)以及導氣裝置；所述監測箱(6)內置有單片機系統(60)、微壓傳感器(61)、微型氣栗(62)、電源管理模 塊(63)和GPRS模塊(68)，單片機系統(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AC/DC轉換器(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)連接有與監控 中心通訊的天線(67);所述導氣裝置包括位于排水管網監測井(8)內一端封閉的管體(5)，所述管體(5)的開 口端朝向排水管網監測井(8)的底部，管體(5)的封閉端密封連接有一連通管體(5)內孔的 毛細管(1)，所述毛細管(1)的另一端與所述微壓傳感器(61)連接，毛細管(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;所述毛細管(1)外套設有保護管 (7)，所述保護管(7)的一端與管體(5)連接，保護管(7)的另一端與監測箱(6)的壁連接。2.根據權利要求1所述的一種主動加壓式城市排水管網水位監測節點，其特征在于:所 述管體(5)的封閉端上設有一個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)的封閉端形成一個中心軸與管體(5)的中心軸重合的導氣孔(3)，該導氣孔(3)與管 體(5)的內孔連接;所述連接柱(51)上配合安裝有一個毛細管接頭(2)，該毛細管接頭(2)的 頂端與所述毛細管(1)密封連接，所述毛細管(1)與導氣孔(3)連通。3.根據權利要求2所述的一種主動加壓式城市排水管網水位監測節點，其特征在于:所 述管體(5)連接毛細管(1)的端部設有用于連接保護管(7)的外螺紋(4)。
【文檔編號】G01F23/18GK205607490SQ201620455682
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】謝昌華, 張世富, 張冬梅
【申請人】中國人民解放軍后勤工程學院