水位流量传感器及水位流量监测系统技术方案

本实用新型专利技术旨在提供一种可精确快速测量水位流量、使用寿命长、工作稳定的水位流量传感器及水位流量监测系统，该水位流量传感器包括其上设置有多个触点的水位探测杆、与触点连接的多路电压比较电路、与多路电压比较电路对应连接的多路选择电路、接收多路选择电路输出信号的主控电路、与主控电路连接的数据变送输出电路；本水位流量监测系统包括上位机、上述水位流量传感器，水位流量传感器经由RS-232/RS-485转换器与上位机对应连接，本实用新型专利技术具有耐腐蚀、使用寿命长，可在水体内连续监测渠道中水位流量，并将结果显示在数码管上及上位机中等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术旨在提供一种可精确快速测量水位流量、使用寿命长、工作稳定的水位流量传感器及水位流量监测系统，该水位流量传感器包括其上设置有多个触点的水位探测杆、与触点连接的多路电压比较电路、与多路电压比较电路对应连接的多路选择电路、接收多路选择电路输出信号的主控电路、与主控电路连接的数据变送输出电路；本水位流量监测系统包括上位机、上述水位流量传感器，水位流量传感器经由RS-232/RS-485转换器与上位机对应连接，本技术具有耐腐蚀、使用寿命长，可在水体内连续监测渠道中水位流量，并将结果显示在数码管上及上位机中等优点。【专利说明】水位流量传感器及水位流量监测系统
本技术及水位流量监测领域，具体涉及一种用于探测流量的水位流量传感器及水位流量监测系统。
技术介绍
目前，我国是个缺水大国，而农业灌溉用水占我国总用水量的60%以上，因此，对农业实现精确灌溉，以节约农业水资源是农田灌溉的一项十分迫切的要求，同时也是实现可持续发展的重大举措。 目前，在灌区常用的量水方法有流速仪量水、水工建筑物量水、特设量水设备量水等，其中流速仪量水主要以流速面积法为主，尽管测量精度高，但价格昂贵，操作麻烦，不便于大面积推广。对于灌溉渠道来说，该方法一般用于水位流量关系的校核率定和控制重要断面的水量监测。利用水工建筑物量水虽然简单易行，但误差较大，加之水工建筑物老化、变形、冲於等原因，测量精度没有保障。利用特设量水设备设施进行量水，设施工程造价高，且渠道水流情况对观测精度影响较大，如泥沙淤积、漂浮物影响等；且水位流量的率定工作量大，不便于实行数字和图形信息自动化传输。因此，我国灌区迫切需要结合灌溉渠道或河道实际情况，研发经济、实用，价格适宜、便于实现数字信息传输的水位流量量测和监测设备。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，旨在提供一种可精确快速测量水位流量的、且使用寿命长、工作稳定的水位流量传感器及水位流量监测系统。 为了实现本技术的目的，本采用的技术方案为: 设计一种水位流量传感器，包括水位探测杆，在所述水位探测杆上设置有一定数量的触点，还包括与所述触点对应连接的多路电压比较电路、与所述多路电压比较电路对应连接的多路选择电路、用于接收所述多路选择电路输出信号并输出流量信号的主控电路、用于接收所述主控电路所输出的流量信号、并将流量信号传送至上位机的数据变送输出电路。 所述主控电路包括微控芯片、均与所述微控芯片对应连接的时钟电路、复位电路和JTAG接口电路，所述微控芯片为MSP430系列单片机中的任一一种。 所述时钟电路包括低频振荡电路、高频振荡电路，所述低频振荡电路包括10.768KHz?32.768KHz的低频晶体振荡器，所述高频振荡电路包括450KHz?8MHz的高频晶体振荡器；所述多路选择电路包括多路复用器ADG732 ;所述数据变送输出电路包括与所述微控芯片对应连接的MAX3232芯片、与该MAX3232芯片对应连接的RS-232接口 ；所述复位电路为R-C复位电路。 所述水位探测杆包括壳体，所述触点沿其轴线方向以0.5?5.0mm等间距距离设置在壳体外表面。 所述触点为不锈钢螺钉，该不锈钢螺钉上的螺钉帽设置于所述壳体外表面。 所述多路电压比较电路、多路选择电路、微控芯片、时钟电路均位于电路板上，所述电路板设置于所述壳体内部空腔中，并由环氧树脂将其密封。 该水位流量传感器还包括与所述微控芯片对应连接的并用于显示流量信息的数码显示管组。 一种水位流量监测系统，包括上位机、以上所述的水位流量传感器；所述水位流量传感器经由RS-232/RS-485转换器与所述上位机对应连接。 本技术的有益效果在于: 1.本水位流量传感器测量精度高、稳定可靠，通过测得水位探测杆不同触点的电压值，并进行比较，通过微控芯片的分析处理后可将水位流量信息实时显示在显示终端上显示，便于工作人员直观的观察，其次可经由本传感器中的数据变送输出电路将输出信息传输至上位机中。 2.本技术的水位探测杆由不锈钢螺钉作为壳体外部的触点，并由环氧树脂将壳体内部空腔及电路板进行密封，在该传感器进水水中时，首先可可以使得本水位探测杆具有很好的耐腐蚀性、密封性，避免水体对该水位探测杆及其内部的电路造成腐蚀等损坏，增加其使用寿命。 3.本技术流量监测系统在对水体进行流量监测时，不受室外坏境等因素影响，可将流量信号实时输出至室内上位机中，方便快捷的监测流量信息；便于操作人员的实时观察，节省人力、物力等资源；且该系统操作使用维护简便，生产制造成本低，易于推广使用。 4.本技术流量监测系统在输出流量信号的同时，也可将水深R实时的输出至显示终端，以及上位机中，便于操作人员获知相关参数。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术中水位探测杆主要结构示意图； 图2为本技术水位流量传感器电路原理示意图； 图3为本技术中JTAG接口、复位电路、时钟电路及与微控芯片电路连接示意图； 图4为本技术中数据变送输出电路示意图； 图1中:1.电线；2.电路板；3.触点；4.壳体；5.环氧树脂。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本技术进一步说明: 实施例1:一种水位流量传感器，参见图至图4，包括水位探测杆，该水位探测杆包括壳体4，在壳体4外表面沿其轴线方向上以2.0mm等间距距离设置有多个用于与外部电路(电路板2)连接的触点3，触点3为不锈钢螺钉，该不锈钢螺钉上的螺钉冒设置于壳体4外表面，如图1中所示。该水位流量传感器还包括与上述触点3对应连接的多路电压比较电路、与多路电压比较电路对应连接的并用于接收多路电压比较电路输出电压的多路选择电路、用于接收多路选择电路输出信号并输出水位信号的主控电路、用于接收主控电路所输出的流量信号、并将流量信号传送的数据变送输出电路。上述多路选择电路包括多路复用器ADG732。主控电路包括MSP430F149单片机、均与MSP430F149单片机对应连接的时钟电路、复位电路和JTAG接口电路，JTAG接口为MSP430F149单片机的程序下载器，同时JTAG接口也作为MSP430F149单片机的程序调试接口 JTAG接口的1、3、5、7、9、13引脚分别与MSP430F149单片机的TDO、TD1、TMS、TCK、DVss, RST引脚连接；时钟电路包括低频振荡电路、高频振荡电路，低频振荡电路包括32.768KHz的低频晶体振荡器Y2，其与MSP430F149单片机中的XIN、XOUTI/TCLK两引脚对应连接，高频振荡电路包括8MHz的高频晶体振荡器Y1、与该闻频晶体振荡器Yl组成串联回路的电容C2、C3,该闻频晶体振荡器Yl的两端与MSP430F149单片机中的XT2IN、XT20UT两引脚对应连接。高频晶体振荡器Y1、低频晶体振荡器Y2为MSP430F149单片机分别提供32.768KHz和8MHz时钟；采用低频晶体振荡器Y2可以满足低功耗的要求，8MHz的高频振荡器Y1，在不用时可以将其关闭，以降低功耗。数据变送输出电路包括与MSP430F149单片机的UTXDO、URXDO引脚连接的M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水位流量传感器，包括水位探测杆，其特征在于：在所述水位探测杆上设置有一定数量的触点，还包括与所述触点对应连接的多路电压比较电路、与所述多路电压比较电路对应连接的多路选择电路、用于接收所述多路选择电路输出信号并输出流量信号的主控电路、用于接收所述主控电路所输出的流量信号、并将流量信号传送至上位机的数据变送输出电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周振民，周科，王学超，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：新型
国别省市：河南;41