專利名稱：一種水位檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及江面的水位檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
由于江面的風(fēng)浪的影響，使得現(xiàn)有的電子技術(shù)很難在開闊江面實(shí)施自動(dòng)水位監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有的江面水位檢測(cè)裝置一般采用標(biāo)桿目測(cè)水位的方法，通過人工來記錄江面的水位。這樣做應(yīng)對(duì)性突發(fā)事件反應(yīng)較慢，不能即時(shí)反應(yīng)江面的水位，并且工作量大。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種水位檢測(cè)方法，在水中設(shè)置模擬井面裝置，通過超聲波取得模擬井面裝置中的水位信息，通過無線傳輸?shù)姆绞綄⑺恍畔魉偷郊锌刂浦行摹?br> 一種水位檢測(cè)裝置，包括模擬井面裝置，固定在模擬井面裝置上的水位超聲波檢測(cè)裝置和信息輸出裝置。
上述的的水位檢測(cè)裝置，模擬井面裝置為一中空的桿件，在其側(cè)壁設(shè)置有使內(nèi)腔與桿件外側(cè)通透連接的透水孔。
上述的水位檢測(cè)裝置，所述超聲波檢測(cè)裝置固定在模擬井面裝置的上端空腔內(nèi)側(cè)。
上述的水位檢測(cè)裝置，所述的超聲波檢測(cè)裝置包括與微處理器連接的定時(shí)器、振蕩器和電聲轉(zhuǎn)換器，電聲轉(zhuǎn)換器包括電聲發(fā)送器和聲電接收器。
上述的水位檢測(cè)裝置，所述的超聲波檢測(cè)裝置連接一用于發(fā)送信號(hào)及接收控制信號(hào)的無線信號(hào)連接器，無線信號(hào)連接器包括包括電源、微處理器，無線終端芯片；微處理器與無線終端芯片連接，微處理器連接有為系統(tǒng)及采集數(shù)據(jù)時(shí)提供時(shí)間參考的定時(shí)器，為了微處理器擴(kuò)展地址，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的尋址功能、協(xié)調(diào)各芯片工作的譯碼器，微處理器與SIM卡讀卡器、GPS芯片連接。
上述的水位檢測(cè)裝置，所述的微處理器與保存歷史數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存器連接。
上述的水位檢測(cè)裝置，所述的微處理器與復(fù)位器連接。
上述的水位檢測(cè)裝置，所述的微處理器與指示器連接。
本發(fā)明采用超聲波測(cè)距的原理，通過透壁管模擬水平面，水從管壁進(jìn)入后，在管內(nèi)形成一個(gè)相對(duì)一平靜的井面，利用超聲波對(duì)管內(nèi)的井面進(jìn)行水位測(cè)試，并利用單片機(jī)控制定時(shí)測(cè)試信號(hào)，并將所測(cè)到的信號(hào)通過無線傳送的方式傳送到數(shù)據(jù)信息控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)大區(qū)域水位進(jìn)行集中自動(dòng)監(jiān)控。超聲波測(cè)距模塊是為了測(cè)量從測(cè)試探頭到模擬井面的直線距離。
也可以在模擬井面的管內(nèi)放置固定物，管壁內(nèi)固定物下方的井面只能上下垂直移動(dòng)，通過超聲波對(duì)固定物的高度進(jìn)行檢測(cè)可以提高超聲波測(cè)試水位的精度和準(zhǔn)確度，從而推算到開闊江面的水位。
控制者可以通過無線連接器，人工主動(dòng)取得水位信號(hào)，方便管理。
無線通信鏈接處理器的目的是定時(shí)發(fā)出測(cè)量命令，定時(shí)把測(cè)距模塊的輸出的距離信號(hào)通過它，發(fā)送到信息監(jiān)控中心。無線鏈接處理器對(duì)突發(fā)的水位變化作預(yù)處理，比如多次發(fā)出小時(shí)間間隔測(cè)量，以求其測(cè)量的準(zhǔn)確性。當(dāng)出現(xiàn)水位突變得到確認(rèn)時(shí)，強(qiáng)制發(fā)出告警信息到信息監(jiān)控中心。
當(dāng)無線通信鏈接處理器發(fā)出測(cè)量命令，通過定時(shí)器、振蕩器和電聲轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生超聲波，超聲波測(cè)試探頭通過模擬井面管立即發(fā)出超聲波，當(dāng)超聲波遇到井面，立即返回反射回超聲波信號(hào)，通過聲電轉(zhuǎn)換器、接收檢測(cè)和機(jī)時(shí)器，得到需要的時(shí)間差，通過控制塊，計(jì)算出超聲波探頭到井面的距離，然后將得到的數(shù)字信號(hào)輸出到顯示器和無線鏈接處理器上，通過無線鏈接處理器發(fā)送到水位集中監(jiān)控中心。
模擬井面固定管具備一定的硬度，放置時(shí)和水平面基本垂直，下端作為固定之用可以是實(shí)心或者空心。但是在固定端埋入之上，設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)透壁孔。
顯示器可以是LED顯示器，也可以是聲音報(bào)警器。
這克服了如今的人工監(jiān)測(cè)方式，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，響應(yīng)時(shí)間慢。并且具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)，無人值守，響應(yīng)時(shí)間快，應(yīng)用范圍廣。


圖1是本發(fā)明原理示意圖；圖2、3是模擬井面裝置；圖4是水位集中監(jiān)控示意圖；圖5是結(jié)合無線通信鏈接器的超聲波測(cè)距線路圖；圖6是超聲波測(cè)距子程序；圖7是超聲波檢測(cè)原理圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種水位檢測(cè)方法，在水中設(shè)置模擬井面裝置，通過超聲波取得模擬井面裝置中的水位信息，通過無線傳輸?shù)姆绞綄⑺恍畔魉偷郊锌刂浦行摹?br> 實(shí)施例2參照附圖，一種水位檢測(cè)裝置，包括模擬井面裝置，模擬井面裝置為一中空的桿件，在其側(cè)壁設(shè)置有使內(nèi)腔與桿件外側(cè)通透連接的透水孔。水位超聲波檢測(cè)裝置和信息輸出裝置固定在模擬井面裝置上的上端空腔內(nèi)側(cè)。
所述的水位超聲波檢測(cè)裝置包括與微處理器連接的定時(shí)器、振蕩器和電聲轉(zhuǎn)換器，電聲轉(zhuǎn)換器包括電聲發(fā)送器和聲電接收器。
同時(shí)，超聲波檢測(cè)裝置連接一用于發(fā)送信號(hào)及接收控制信號(hào)的無線信號(hào)連接器，無線信號(hào)連接器包括包括電源、微處理器，無線終端芯片；微處理器與無線終端芯片連接，微處理器連接有為系統(tǒng)及采集數(shù)據(jù)時(shí)提供時(shí)間參考的定時(shí)器，為了微處理器擴(kuò)展地址，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的尋址功能、協(xié)調(diào)各芯片工作的譯碼器，微處理器與SIM卡讀卡器、與保存歷史數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存器、復(fù)位器、GPS芯片連接。
超聲波檢測(cè)裝置的W78E58B通過外部引腳P1.6輸出脈沖寬度為250μs，載波為40kHz的10個(gè)脈沖的脈沖群，以推挽形式加到變壓器的初級(jí)，經(jīng)升壓變換推動(dòng)電聲轉(zhuǎn)換器發(fā)射出去，通過模擬井面固定管向下發(fā)射出超聲波。在發(fā)射的同時(shí)，P1.7輸出一個(gè)高電平啟動(dòng)，給電容C4充電。發(fā)射結(jié)束時(shí)高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，C4開始對(duì)R2、R3組成的分壓器放電并輸出到比較器的負(fù)端。超聲波接收換能器將接收到的管內(nèi)井面反射的超聲波送到放大器進(jìn)行放大，這是一個(gè)高增益、低噪聲放大器，在對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行檢波后將檢測(cè)回波送到比較器的正輸入端。發(fā)射時(shí)P1.7輸出的電平可以抑制比較器的翻轉(zhuǎn)，這樣就可以抑制發(fā)射器發(fā)射的超聲波直接輻射到接收器而導(dǎo)致錯(cuò)誤檢測(cè)。測(cè)出回波和發(fā)射脈沖之間的時(shí)間間隔，利用S＝Ct/2就可以算出距離，再在74LC373上顯示出來。
在顯示器顯示的同時(shí)，通過WCM(Wireless Communicate Module)將測(cè)量到的數(shù)據(jù)發(fā)射監(jiān)控中心。這樣就形成了大區(qū)域水位集中監(jiān)控。
超聲波檢測(cè)的水位信號(hào)輸送到微處理器W78E58B中，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析后，發(fā)送給無線終端芯片無線通信模塊WCM(wireless communicatemodule)將數(shù)據(jù)發(fā)送到無線通信網(wǎng)絡(luò)上。其中微處理器與定時(shí)器DS12887、指示器74LC373、復(fù)位器X25045、譯碼器EPM7032連接。
微處理器的尋址方式是通過譯碼器EPM7032。當(dāng)微處理器需要從不同的芯片讀取數(shù)據(jù)時(shí)，譯碼器就能協(xié)調(diào)不同芯片的數(shù)據(jù)給微處理器。如需要讀取紅外告警信息時(shí)，微處理器發(fā)送讀取紅外告警信號(hào)給譯碼器EPM7032，譯碼器EPM7032就把紅外告警信息的端口地址發(fā)給微處理器，微處理器就根據(jù)這一地址從應(yīng)用接口槽的相應(yīng)端口讀取紅外告警信息。
從信號(hào)源與無線鏈接處理器連接，無線鏈接處理器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，無線終端芯片通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字信號(hào)傳送到中央網(wǎng)絡(luò)管理信息系統(tǒng)CNMIS(CENTER NETWORK MANAGEMENT INFORMATION SYSTEM)和控制人員的手機(jī)等控制終端。
同理，CNMIS或者控制人員也可以通過控制終端把控制信號(hào)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到本裝置，無線終端芯片接收并將控制信號(hào)傳送到微處理芯片，以控制本裝置的運(yùn)行。
超聲波發(fā)射和接收頭分別安裝在垂直固定在河床上的空心管上。此空心管是為了關(guān)內(nèi)的井面相對(duì)平靜?？招墓艿男螤羁梢允菆A形、方形或者其他形狀。管上設(shè)置一些透壁孔，這些透壁控是為了使管內(nèi)的水位和管外的水位基本保持一致。為提高管內(nèi)水位和管外水位的響應(yīng)速度，透壁孔的截面積總和大于管內(nèi)截面積。透壁孔的上端盡可能低。管內(nèi)截面積只要滿足安放超聲波探頭即可。
權(quán)利要求
1.一種水位檢測(cè)方法，其特征在于在水中設(shè)置模擬井面裝置，通過超聲波取得模擬井面裝置中的水位信息，通過無線傳輸?shù)姆绞綄⑺恍畔魉偷郊锌刂浦行摹?br> 2.一種水位檢測(cè)裝置，其特征在于包括模擬井面裝置，固定在模擬井面裝置上的水位超聲波檢測(cè)裝置和信息輸出裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的水位檢測(cè)裝置，其特征在于模擬井面裝置為一中空的桿件，在其側(cè)壁設(shè)置有使內(nèi)腔與桿件外側(cè)通透連接的透水孔。
4.如權(quán)利要求2所述的水位檢測(cè)裝置，其特征在于所述超聲波檢測(cè)裝置固定在模擬井面裝置的上端空腔內(nèi)側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的水位檢測(cè)裝置，其特征在于所述的超聲波檢測(cè)裝置包括與微處理器連接的定時(shí)器、振蕩器和電聲轉(zhuǎn)換器，電聲轉(zhuǎn)換器包括電聲發(fā)送器和聲電接收器。
6.如權(quán)利要求4所述的水位檢測(cè)裝置，其特征在于所述的超聲波檢測(cè)裝置連接一用于發(fā)送信號(hào)及接收控制信號(hào)的無線信號(hào)連接器，無線信號(hào)連接器包括包括電源、微處理器，無線終端芯片；微處理器與無線終端芯片連接，微處理器連接有為系統(tǒng)及采集數(shù)據(jù)時(shí)提供時(shí)間參考的定時(shí)器，為了微處理器擴(kuò)展地址，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的尋址功能、協(xié)調(diào)各芯片工作的譯碼器，微處理器與SIM卡讀卡器、GPS芯片連接。
7.如權(quán)利要求6所述的水位檢測(cè)裝置，其特征在于所述的微處理器與保存歷史數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存器連接。
8.如權(quán)利要求7所述的水位檢測(cè)裝置，其特征在于所述的微處理器與復(fù)位器連接。
9.如權(quán)利要求5或6所述的水位檢測(cè)裝置，其特征在于所述的微處理器與指示器連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水位檢測(cè)方法和裝置，在水中設(shè)置模擬井面裝置，通過超聲波取得模擬井面裝置中的水位信息，通過無線傳輸?shù)姆绞綄⑺恍畔魉偷郊锌刂浦行?。水位檢測(cè)裝置，包括模擬井面裝置，固定在模擬井面裝置上的水位超聲波檢測(cè)裝置和信息輸出裝置?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)大流域的水面進(jìn)行自動(dòng)水位檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01F23/296GK1967612SQ20051006159
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者毛紹貝, 任建強(qiáng) 申請(qǐng)人:海鹽天鴻科技有限公司