專利名稱：電容感應(yīng)式自動(dòng)驗(yàn)潮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種海洋潮位觀測(cè)裝置，尤其是ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、堅(jiān)固耐用、安裝及操作容易、自動(dòng)化程度及觀測(cè)精度高的電容感應(yīng)式自動(dòng)驗(yàn)潮裝置。
背景技術(shù)：
驗(yàn)潮是在某固定點(diǎn)按一定時(shí)間間隔對(duì)潮汐漲落所進(jìn)行的觀測(cè)，是海洋工程測(cè)量、航道測(cè)量、海洋調(diào)查、海港碼頭監(jiān)測(cè)等工作的重要組成部分。目前，公知的驗(yàn)潮裝置主要有驗(yàn)潮尺、浮子式驗(yàn)潮儀、聲學(xué)驗(yàn)潮儀、壓カ式驗(yàn)潮儀等等。驗(yàn)潮尺屬于開(kāi)放型幾何機(jī)械類(lèi)驗(yàn)潮儀，測(cè)量時(shí)將其設(shè)立于碼頭壁或岸邊，由測(cè)量人員直接 人工觀測(cè)讀數(shù)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単、成本低廉、輕便靈活；缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度低、濾波能力差、觀測(cè)精度低。浮子式驗(yàn)潮儀屬于封閉型機(jī)械類(lèi)驗(yàn)潮儀，通過(guò)隨水面起伏的浮筒帶動(dòng)上面的記錄滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使得記錄針在裝有記錄紙的記錄滾筒上畫(huà)線，記錄水面的變化情況，達(dá)到自動(dòng)記錄潮位的目的。優(yōu)點(diǎn)是儀器成本低、堅(jiān)固耐用、自動(dòng)化程度高、觀測(cè)精度高、濾波性能好；缺點(diǎn)是安裝時(shí)需要打井建站、安裝成本高，僅適用于岸邊的長(zhǎng)期定點(diǎn)驗(yàn)潮；聲學(xué)驗(yàn)潮儀是在海面以上某固定位置安放聲學(xué)發(fā)射接收探頭，通過(guò)檢測(cè)聲波發(fā)射至海面回波返回到聲探頭的歷時(shí)來(lái)計(jì)算探頭至海面的距離，從而得到海面隨時(shí)間的變化。優(yōu)點(diǎn)是成本較低、自動(dòng)化程度高，缺點(diǎn)是由于波束角效應(yīng)(即聲波發(fā)射反射過(guò)程中作用到海面不是ー個(gè)點(diǎn)而是ー個(gè)圓域)使觀測(cè)精度降低。壓カ式驗(yàn)潮儀屬于封閉型壓カ類(lèi)驗(yàn)潮儀，安置于海底或水下固定位置，通過(guò)檢測(cè)海水的壓カ變化而推算出海面的起伏變化。優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度高、輕便靈活、適用范圍廣，缺點(diǎn)是需滿足對(duì)密封耐壓的要求，故成本較高，且易被泥沙遮掩或覆蓋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、堅(jiān)固耐用、安裝及操作容易、自動(dòng)化程度及觀測(cè)精度高的電容感應(yīng)式自動(dòng)驗(yàn)潮裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種電容感應(yīng)式自動(dòng)驗(yàn)潮裝置，設(shè)有柱體，在柱體上豎向等間距排列有電容感應(yīng)陣元，每個(gè)電容感應(yīng)陣元的輸出均通過(guò)電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器與微處理器相接，與微處理器相接有數(shù)據(jù)變送模塊。所述電容感應(yīng)陣元、電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器與微處理器構(gòu)成單元，在柱體上豎向至少設(shè)置兩個(gè)單元，相鄰單元之間設(shè)有連接件，每個(gè)單元均通過(guò)連接件與數(shù)據(jù)變送模塊相接。本發(fā)明利用電容感應(yīng)陣元處于水面之上、下呈現(xiàn)不同電容值的特性，定時(shí)自動(dòng)采集相應(yīng)水位的電容變化值并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理即可獲得潮位數(shù)據(jù)，再通過(guò)數(shù)據(jù)變送模塊即時(shí)發(fā)出，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、堅(jiān)固耐用、安裝及操作容易、自動(dòng)化程度及觀測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例I的電路原理框圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的電路原理框圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
如圖I、圖2所示設(shè)有柱體1，柱體I可由具有防海水腐蝕性能的絕緣材料(聚こ烯)制成，在柱體I上豎向等間距排列有電容感應(yīng)陣元2，電容感應(yīng)陣元2即導(dǎo)體材料制成的導(dǎo)電片，其排列間距及密度與潮位測(cè)量精度相關(guān)，間距越小 、密度越大，精度越高。利用導(dǎo)線將各電容感應(yīng)陣元2均與電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器3 (CDC)相接，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器3的輸出與微處理器4相接，與微處理器相接有數(shù)據(jù)變送模塊5。電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器3采用ANALOG DEVICES的AD7147，微處理器4采用PIC單片機(jī)，數(shù)據(jù)變送模塊5由ARM與藍(lán)牙模塊構(gòu)成。整個(gè)電路采用固定在柱體I的鋰電池供電，所有電器件都要進(jìn)行防海水腐蝕密封處理，可用硬塑料絕緣外殼密封，也可采用塑料膜包覆或樹(shù)脂涂覆等。可在絕緣外殼上標(biāo)有刻度，使其具有普通驗(yàn)潮尺的功能。使用時(shí)，將柱體I固定在海水中某ー測(cè)定點(diǎn)，其海水在柱體I上的水位會(huì)隨潮汐而升降。由于柱體I豎向等間距排列的電容感應(yīng)陣元2處于水面之上、下呈現(xiàn)不同電容值，該電容值定時(shí)由電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器3完成從電容到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，再將數(shù)據(jù)送至微處理器4，經(jīng)微處理器4進(jìn)行數(shù)字濾波等運(yùn)算得到潮位數(shù)據(jù)。所得到的潮位數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)變送模塊5進(jìn)行存儲(chǔ)并通過(guò)藍(lán)牙模塊，與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。實(shí)施例2:
如圖3、圖4所示基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，與實(shí)施例I所不同的是電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器3和微處理器4采用集成為一體的微處理器C8051F711 (Silicon Labs)，與微處理器4相接有由微處理器C8051F410與RS485芯片組成的數(shù)據(jù)變送模塊5。電容感應(yīng)陣元2、電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器3與微處理器4構(gòu)成單元6，在柱體I豎向上至少設(shè)置兩個(gè)單元6 (增加單元6的數(shù)目會(huì)增大本發(fā)明的驗(yàn)潮范圍)，相鄰單元6之間設(shè)有連接件7，每個(gè)單元6均通過(guò)連接件7與數(shù)據(jù)變送模塊5相接。每個(gè)單元的微處理器4均同實(shí)施例I，將所測(cè)的各単元水位數(shù)據(jù)通過(guò)連接件7傳送至數(shù)據(jù)變送模塊5，數(shù)據(jù)變送模塊5將所得到的各単元水位數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，得到有效的潮位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)至非易失存儲(chǔ)器，通過(guò)RS485總線與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
權(quán)利要求
1.一種電容感應(yīng)式自動(dòng)驗(yàn)潮裝置，其特征在于設(shè)有柱體(1)，在柱體(I)上豎向等間距排列有電容感應(yīng)陣元(2 )，每個(gè)電容感應(yīng)陣元(2 )的輸出均通過(guò)電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(3 )與微處理器(4)相接，與微處理器相接有數(shù)據(jù)變送模塊(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電容感應(yīng)式自動(dòng)驗(yàn)潮裝置，其特征在于所述電容感應(yīng)陣元(2 )、電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(3 )與微處理器(4 )構(gòu)成單元(6 )，在柱體(I)上豎向至少設(shè)置兩個(gè)單元(6 )，相鄰單元(6 )之間設(shè)有連接件(7 )，每個(gè)單元(6 )均通過(guò)連接件(7 )與數(shù)據(jù)變送模塊(5)相接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種電容感應(yīng)式自動(dòng)驗(yàn)潮裝置，其特征在于設(shè)有柱體(1)，在柱體(1)上豎向等間距排列有電容感應(yīng)陣元(2)，每個(gè)電容感應(yīng)陣元(2)的輸出均通過(guò)電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(3)與微處理器(4)相接，與微處理器相接有數(shù)據(jù)變送模塊(5)。利用電容感應(yīng)陣元處于水面之上、下呈現(xiàn)不同電容值的特性，定時(shí)自動(dòng)采集的相應(yīng)水位的電容變化值并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理即可獲得潮位數(shù)據(jù)，再通過(guò)數(shù)據(jù)變送模塊即時(shí)發(fā)出，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、堅(jiān)固耐用、安裝及操作容易、自動(dòng)化程度及觀測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/26GK102818562SQ20121026776
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者劉雁春, 付建國(guó), 王海亭 申請(qǐng)人:劉雁春, 付建國(guó), 王海亭