本發(fā)明涉及一種對城市管廊集水坑進(jìn)行檢測的三環(huán)固態(tài)探頭，屬于城市管廊集水坑的檢測控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，在國內(nèi)外城市管廊集水坑的水位檢測控制方面，普遍采用的是浮球式水位開關(guān)來檢測水位信息，再通過所測得的水位信息來控制排水泵的啟停以實(shí)現(xiàn)對集水坑水位的自動(dòng)控制。浮球式水位開關(guān)是通過浮力推動(dòng)浮球，再通過浮球直接推動(dòng)干簧管開關(guān)動(dòng)作的。浮球式水位開關(guān)存在如下缺陷：1、當(dāng)集水坑中水流急劇時(shí)，浮球高頻率反復(fù)運(yùn)動(dòng)，易使浮球內(nèi)部干簧管失效；2、當(dāng)今城市地下水的成份非常復(fù)雜，漂浮物、附著物、污濁物和化學(xué)污染物這些都有可能成為浮球活動(dòng)的障礙物,所以用于城市管廊集水坑水位檢測的浮球式水位開關(guān)常有失效的情況；3、浮球式水位開關(guān)的核心部件是干簧管，屬有觸點(diǎn)開關(guān)，其品質(zhì)最好的當(dāng)屬軍工用品，但是，就算軍工用品中的優(yōu)等品，其機(jī)械壽命也只有2e+07次，壽命有限，另外，該器件還存在偶然性失效的情況，易出現(xiàn)死故障。

當(dāng)然，除了上述常用的檢測方式外，還可采用其它方式對水位進(jìn)行檢測。如：1、采用水位壓力變送器進(jìn)行檢測，該檢測方式一般適用于深水檢測，且誤差較大；2、采用光電式的液位開關(guān)進(jìn)行檢測，其反射鏡面易粘污，誤測率高；3、采用諸如超聲波法雷達(dá)波法、激光法等等。這些檢測方式都較為復(fù)雜，存在成本較高、干擾因素多的缺點(diǎn)。

由此可以看出，現(xiàn)有水位檢測技術(shù)都有其局限性，沒有一種能夠完全勝任對城市管廊集水坑水位的監(jiān)測要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有城市管廊集水坑檢測控制技術(shù)的上述缺陷，提供一種新的水位檢測探頭，該探頭設(shè)計(jì)新穎，能夠?qū)Τ鞘泄芾燃觾?nèi)水位及漲勢進(jìn)行有效檢測，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、可靠性高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，具有突出的實(shí)用性和顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種對城市管廊集水坑水位進(jìn)行檢測的三環(huán)固態(tài)探頭，豎向安置于集水坑的上部區(qū)域，三環(huán)固態(tài)探頭包括基體、三級感應(yīng)環(huán)和三環(huán)感應(yīng)檢測主板，三級感應(yīng)環(huán)為從上至下順次套裝在基體外表面的一級感應(yīng)銅環(huán)、二級感應(yīng)銅環(huán)和三級感應(yīng)銅環(huán)，三環(huán)感應(yīng)檢測主板安置于基體內(nèi)部，三環(huán)感應(yīng)檢測主板包括檢測集成電路和單片機(jī)，檢測集成電路中設(shè)有獨(dú)立的三組電容式感應(yīng)線路，三組電容式感應(yīng)線路與三級感應(yīng)環(huán)一一對應(yīng)，三組電容式感應(yīng)線路分別與單片機(jī)的信號入口相接通，單片機(jī)的信號出口與控制排水裝置啟停的控制裝置相接通。

優(yōu)選的，基體由a級純料的ptfe制備而成，為倒立的錐形圓桶結(jié)構(gòu)，其外表面光滑，底部為封閉且外凸的弧形曲面，頂部蓋設(shè)有上蓋，上蓋由a級純料的ptfe制備而成，上蓋的外表面也是光滑的。

優(yōu)選的，上蓋上設(shè)有灌封口，基體內(nèi)通過灌封口注入絕緣密封膠對其內(nèi)部的各部件進(jìn)行固定密封，絕緣密封膠為聚氨酯絕緣密封膠。

優(yōu)選的，三級感應(yīng)環(huán)從上至下順次分別套設(shè)在基體的外側(cè)壁，三級感應(yīng)環(huán)的外層均噴涂有光滑的ptfe絕緣防腐層。

優(yōu)選的，檢測集成電路具體由三塊獨(dú)立的電容式感應(yīng)線路集成板組成，共同固定在單片機(jī)的主板上，單片機(jī)通過電路引出線與控制排水裝置啟停的控制裝置相接通。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明提供了一種針對城市管廊集水坑水位進(jìn)行檢測的三環(huán)固態(tài)探頭，該探頭上豎向順次設(shè)置了三級感應(yīng)環(huán)，使其具備水位檢測、水勢檢測的功能；同時(shí)，每級感應(yīng)環(huán)都對應(yīng)設(shè)置有一組獨(dú)立的電容式感應(yīng)線路，每組感應(yīng)線路之間互不干擾，具有極強(qiáng)的可靠性。

2.本發(fā)明探頭中的基體和上蓋均采用a級純料ptfe制備而成，其外表面由光滑圓潤，由于ptfe的化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎不與任何水中物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，因此，探頭表面不會(huì)有粘附物，有效排除了水質(zhì)對檢測的干擾。

3.本發(fā)明在探頭頂部的上蓋設(shè)有灌封口，通過灌封口將絕緣密封膠注入探頭內(nèi)部，將探頭內(nèi)部的各部件進(jìn)行固定密封，將探頭制作成固態(tài)的，該設(shè)計(jì)進(jìn)一步降低了水流沖擊對探頭的影響，保證了其使用壽命和可靠性。

4.本發(fā)明在三級感應(yīng)環(huán)的外層均噴涂有光滑的ptfe絕緣防腐層，ptfe為高強(qiáng)度絕緣材料，被測水體與感應(yīng)環(huán)外表之間沒有電流聯(lián)系，只與水體接觸面大小有關(guān)，加之全密封的固態(tài)結(jié)構(gòu)，三個(gè)感應(yīng)環(huán)在電容式感應(yīng)電路中屬性穩(wěn)定(極板面積固定、距離固定、介質(zhì)固定)，這從根本上克服了現(xiàn)有檢測裝置壽命短、準(zhǔn)確性差、造價(jià)高等一系列的技術(shù)難題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明正向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明側(cè)向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中三環(huán)感應(yīng)檢測主板的原理圖；

圖4是本發(fā)明與控制裝置和排水裝置相配合的示意圖。

圖中：三環(huán)固態(tài)探頭1，排水裝置2，集水坑3，支架4，排水溝5，攝像頭6，遠(yuǎn)程控制盒7，液晶顯示面板8，天線9，地面監(jiān)控終端10，一級感應(yīng)銅環(huán)11，二級感應(yīng)銅環(huán)12，三級感應(yīng)銅環(huán)13，基體14，組合螺絲15，上蓋16，電路引出線17，絕緣密封膠18，三環(huán)感應(yīng)檢測主板19，灌封口20。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施例方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1至圖4，一種對城市管廊集水坑水位進(jìn)行檢測的三環(huán)固態(tài)探頭，豎向安置于集水坑3的上部區(qū)域，三環(huán)固態(tài)探頭1包括基體14、三級感應(yīng)環(huán)和三環(huán)感應(yīng)檢測主板19，三級感應(yīng)環(huán)為從上至下順次套裝在基體14外表面的一級感應(yīng)銅環(huán)11、二級感應(yīng)銅環(huán)12和三級感應(yīng)銅環(huán)13，三環(huán)感應(yīng)檢測主板19安置于基體14內(nèi)部，三環(huán)感應(yīng)檢測主板19中包括檢測集成電路ic和單片機(jī)mcu，檢測集成電路ic中設(shè)有獨(dú)立的三組電容式感應(yīng)線路，三組電容式感應(yīng)線路與三級感應(yīng)環(huán)一一對應(yīng)，三組電容式感應(yīng)線路分別與單片機(jī)mcu的信號入口相接通，單片機(jī)mcu的信號出口與控制排水裝置2啟停的控制裝置(該控制裝置為遠(yuǎn)程控制盒7)相接通。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，基體14由a級純料的ptfe制備而成，為倒立的錐形圓桶結(jié)構(gòu)，其外表面光滑，底部為封閉且外凸的弧形曲面，頂部蓋設(shè)有上蓋16，上蓋16由a級純料的ptfe制備而成，上蓋16的外表面也是光滑的。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，上蓋16上設(shè)有灌封口20，基體14內(nèi)通過灌封口20注入絕緣密封膠18對其內(nèi)部的各部件進(jìn)行固定密封，絕緣密封膠18為聚氨酯絕緣密封膠。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，三級感應(yīng)環(huán)從上至下順次分別套設(shè)在基體14的外側(cè)壁，三級感應(yīng)環(huán)的外層均噴涂有光滑的ptfe絕緣防腐層。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，檢測集成電路ic具體由三塊獨(dú)立的電容式感應(yīng)線路集成板組成，共同固定在單片機(jī)mcu的主板上，單片機(jī)mcu通過電路引出線17與控制排水裝置2啟停的控制裝置2相接通。

實(shí)施例1：

結(jié)合圖1至圖4，一種對城市管廊集水坑水位進(jìn)行檢測和控制的系統(tǒng)，包括三環(huán)固態(tài)探頭1、控制裝置和排水裝置2(排水裝置2由排水泵和排水管組成)，三環(huán)固態(tài)探頭1用于檢測集水坑3內(nèi)的積水情況，控制裝置用于接收三環(huán)固態(tài)探頭1所反饋的信息，并根據(jù)實(shí)際情況控制排水裝置2對集水坑3內(nèi)的積水進(jìn)行抽排。

三環(huán)固態(tài)探頭1通過支架4豎向安置于集水坑3上面，三環(huán)固態(tài)探頭1包括基體14、上蓋16、絕緣密封膠18、三級感應(yīng)環(huán)和三環(huán)感應(yīng)檢測主板19，基體14和上蓋16均由a級純料的ptfe制備而成，其外表面光滑?；w14為倒立的錐形圓桶結(jié)構(gòu)，底部為封閉且外凸的弧形曲面，上蓋16通過組合螺絲15固定在基體14的頂部，上蓋16的外表面也是光滑的。三級感應(yīng)環(huán)為從上至下順次套裝在基體14外表面的一級感應(yīng)銅環(huán)11、二級感應(yīng)銅環(huán)12和三級感應(yīng)銅環(huán)13，三級感應(yīng)環(huán)的外層均噴涂有ptfe絕緣層，三環(huán)感應(yīng)檢測主板19安置于基體14內(nèi)部，三環(huán)感應(yīng)檢測主板19包括檢測集成電路ic和單片機(jī)mcu，檢測集成電路ic具體由三塊獨(dú)立的電容式感應(yīng)線路集成板組成，共同固定在單片機(jī)mcu的主板上，單片機(jī)mcu通過電路引出線17與控制排水裝置2啟停的控制裝置2相接通。絕緣密封膠18通過上蓋16上的灌封口20注入基體14內(nèi)部，以對三環(huán)固態(tài)探頭1內(nèi)部各部件進(jìn)行固定密封，形成結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定的固態(tài)探頭。

控制裝置包括遠(yuǎn)程控制盒7，遠(yuǎn)程控制盒7已嵌入了gsm/3g/4g手機(jī)卡，與地面監(jiān)控終端10實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，遠(yuǎn)程控制盒7直接控制排水裝置2的啟停。遠(yuǎn)程控制盒7上設(shè)有顯示動(dòng)作過程主要信息的液晶顯示面板8和發(fā)送接收無線信號的天線9，遠(yuǎn)程控制盒7的輸入接口還連接有用于監(jiān)控集水坑情況的攝像頭6。

水位控制過程為：

當(dāng)集水坑3里的水位上升到三級感應(yīng)銅環(huán)13位置時(shí)，三級感應(yīng)銅環(huán)13向三環(huán)感應(yīng)檢測主板19傳遞有水的感應(yīng)信號，三環(huán)感應(yīng)檢測主板19記錄水位數(shù)據(jù)并發(fā)送排水信號，遠(yuǎn)程控制盒接收信號后啟動(dòng)排水裝置2向外排水。隨著排水，水位降低，當(dāng)水位低于三級感應(yīng)銅環(huán)13位置，排水控制信號消失，排水裝置自停，狀態(tài)恢復(fù)到正常等待狀態(tài)。

如集水坑3中水勢較猛，水位繼續(xù)上升到二級感應(yīng)銅環(huán)12位置時(shí)，二級感應(yīng)銅環(huán)12向三環(huán)感應(yīng)檢測主板19傳遞二級水位信號，三環(huán)感應(yīng)檢測主板19記錄水位數(shù)據(jù)并迭加排水信號，保持(啟動(dòng))排水裝置2排水。

如集水坑3水勢依然上漲，水位繼續(xù)上升到一級感應(yīng)銅環(huán)11位置時(shí)，三級感應(yīng)銅環(huán)11向三級感應(yīng)檢測主板19傳遞一級水位信號，三級感應(yīng)檢測主板19記錄水位數(shù)據(jù)并再次迭加排水信號，保持(啟動(dòng))排水裝置2排水。

如集水坑3中的水位由于排水裝置2的作用而漸漸下降，當(dāng)降至各級感應(yīng)銅環(huán)時(shí)也都會(huì)向三環(huán)感應(yīng)檢測主板19發(fā)送水位回落信號，三環(huán)感應(yīng)檢測主板19根據(jù)信息和數(shù)據(jù)決定排水裝置2停止，系數(shù)恢復(fù)正常狀態(tài)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)為本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，所做出的簡單替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。