一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，包括薄膜电位计、AD转换电路、处理器、供电电源以及通讯电路；所述薄膜电位计的输出端通过线缆与所述AD转换电路的输入端连接；所述AD转换电路的输出端连接到所述处理器的采集端口；所述供电电源分别与所述AD转换电路、所述处理器以及所述通讯电路连接。优点为：(1)采用薄膜电位计采集水位信息，薄膜电位计整体水密封性好，没有与水接触的金属部件，大大提高了设备的寿命和稳定性，并且重量轻盈，生产方便，并能实现大规模的自动化量产，大大提高了生产效率；(2)设备还具有安装方便以及使用可靠性高的优点，可以非常方便应用于各个环境中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺
本技术属于水位监测
，具体涉及一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺。
技术介绍
接触式电子水尺是一种应用于江河、水电站、灌区及输水等水利工程中的水位监测装置，还可用于自来水、城市污水处理、城市道路积水等市政工程的液位监测装置。随着电子技术的发展，电子水尺的应用越来越广泛。目前的接触式电子水尺，主要包括以下两种：(1)利用水的导电特性，通过外部金属触点接触水面的多少来判定目前水位高低。(2)电容式电子水尺：利用水的电容特性，通过外部金属触点接触水面的多少来判定目前水位高低。上述两种接触式电子水尺，主要存在以下问题：电子水尺的电极，也就是外部的金属触点经常性带电和水接触，导致金属腐蚀电解，因而极大的影响数据的稳定性，并且该类水尺造价昂贵，重量极重，生产工艺极为复杂，并且大都是靠手工完成，不能实现大规模量产化生产，因而产品质量的良品率较低。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，可有效解决上述问题。本技术采用的技术方案如下：本技术提供一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，包括薄膜电位计、AD转换电路、处理器、供电电源以及通讯电路；所述薄膜电位计的输出端通过线缆与所述AD转换电路的输入端连接；所述AD转换电路的输出端连接到所述处理器的采集端口；所述供电电源分别与所述AD转换电路、所述处理器以及所述通讯电路连接。优选的，所述处理器为msp430F4152单片机。优选的，所述通讯电路为有线通讯电路或无线通讯电路。优选的，所述有线通讯电路为由MAX3471构成的RS485电路；所述无线通讯电路为APC320无线数传电路或基于蜂窝的窄带物联网NB-IOT无线通讯电路。优选的，在所述供电电源到所述AD转换电路的供电线路上，还安装PMOS开关，所述PMOS开关的控制端与所述处理器连接。优选的，所述供电电源为电池、太阳能供电电源或市电供电电源。优选的，还包括：支撑杆(1)、安装箱(2)以及太阳能电池板(3)；所述支撑杆(1)为中空圆管，所述安装箱(2)安装于所述中空圆管的顶部，所述安装箱(2)内安装所述AD转换电路、处理器以及通讯电路；所述薄膜电位计固定安装于所述支撑杆(1)的内部腔体的预设定位置中，在所述支撑杆(1)的内部腔体中还设置连接线缆，所述连接线缆的一端与所述薄膜电位计连接，所述连接线缆的另一端向上延伸，并伸延到所述安装箱(2)内，与所述处理器连接；所述安装箱(2)的上方固定安装所述太阳能电池板(3)，所述太阳能电池板(3)的供电端与所述AD转换电路、所述处理器以及所述通讯电路的用电端子连接；此外，在所述支撑杆(1)上还开设有若干个与其内部腔体连通的通孔(4)，所述通孔(4)的高度低于所述薄膜电位计的高度。本技术提供的一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺具有以下优点：(1)采用薄膜电位计采集水位信息，薄膜电位计整体水密封性好，没有与水接触的金属部件，大大提高了设备的寿命和稳定性，并且重量轻盈，生产方便，并能实现大规模的自动化量产，大大提高了生产效率；(2)设备还具有安装方便以及使用可靠性高的优点，可以非常方便应用于各个环境中。附图说明图1为本技术提供的一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺的原理结构示意图；图2为本技术提供的一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺的安装示意图；其中：1-支撑杆；2-安装箱；3-太阳能电池板；4-通孔；5-薄膜电位计；6-连接线缆。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，参考图1，包括薄膜电位计、AD转换电路、处理器、供电电源以及通讯电路；薄膜电位计的输出端通过线缆与AD转换电路的输入端连接；AD转换电路的输出端连接到处理器的采集端口；供电电源分别与AD转换电路、处理器以及通讯电路连接。本技术主要由3部分构成，供电、采集和传输。核心采用msp430F4152单片机作为处理器，低功耗设计待机状态下整体电路电流小于20ua，所有的输入输出传输电路的控制传输都由核心控制芯片处理完成。具体的，采集部分主要由薄膜电位计和AD转换电路构成。薄膜电位计，通过水的静压压迫薄膜上层的不同位置印制电极，导通薄膜下层印制电阻膜片的电阻比率来实现输出电压改变的，在此过程中，两端的电阻阻值不会随外部位置变化，和一般滑动变阻器工作原理相同，它随着液位面变化而变化着电阻输出。它摒弃了笨重的机械结构，将该传感器浸在液体中，其能测出流体静压力。输出电阻对应于传感器的顶部到液体表面的距离变化。传感器的电阻输出值与液面高度成反比，液面降低，较高的输出电阻；液位越高，降低输出电阻。AD转换电路将不同的电阻通过电压转换和采集，最终使单片机获取目前薄膜电位计的准确阻值，从而计算出目前水位。传输部分：主要有有线传输和无线传输两个部分：有线传输主要是由MAX3471构成RS485电路，实现485总线方式传输。无线传输主要有两种方式，(1)采用APC320模块，通过串口与处理器连接，提供420MHZ-440MHZ频率范围内自组网通讯，并且具有省电模式，即被控制设备采用1S轮询一次空中信号，其他时间均为休眠状态，控制端发射信号时，采用1S以上的前导码进行发送，方便被控制端识别信号。(2)采用基于蜂窝的窄带物联网NB-IOT模块，通过USART串口波特率115200和处理器通讯，实现处理器与中心控制服务器的远程通讯，使得中心控制服务器可以远程获取监测点的液位值。电源部分采用3.6v锂电池直接供电，或者外部DC12v供电方式，或者太阳能供电方式，由使用者自由选择，并且在采集部分，在供电电源到AD转换电路的供电线路上，还安装PMOS开关，PMOS开关的控制端与处理器连接。作用为：处理器控制采集部分的开关状态，在不采集的时候切断电源，降低整个设备的功耗。参考图2，其具体安装方式为：还包括：支撑杆1、安装箱2以及太阳能电池板3；支撑杆1为中空圆管，安装箱2安装于中空圆管的顶部，安装箱2内安装AD转换电路、处理器以及通讯电路；薄膜电位计固定安装于支撑杆1的内部腔体的预设定位置中，在支撑杆1的内部腔体中还设置连接线缆，连接线缆的一端与薄膜电位计连接，连接线缆的另一端向上延伸，并伸延到安装箱2内，与处理器连接；安装箱2的上方固定安装太阳能电池板3，太阳能电池板3的供电端与AD转换电路、处理器以及通讯电路的用电端子连接；此外，在支撑杆1上还开设有若干个与其内部腔体连通的通孔4，通孔4的高度低于薄膜电位计的高度。当将电子水尺安装到城市道路积水应用时，支撑杆直接安装于地面，通过垂直贴壁安装薄膜电位计，当城市道路积水达到一定深度时，积水通过通孔进入到支撑杆内腔，实现薄膜电位计水位采集功能，并通过NB-IOT模块无线上传，实现对道路积水的水位监测，由于采用太阳能供电，可有效延长设备的连续工作时间。并且可以工作5年以上。当将电子水尺安装到水库河道水位采集项目中时，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，其特征在于，包括薄膜电位计、AD转换电路、处理器、供电电源以及通讯电路；所述薄膜电位计的输出端通过线缆与所述AD转换电路的输入端连接；所述AD转换电路的输出端连接到所述处理器的采集端口；所述供电电源分别与所述AD转换电路、所述处理器以及所述通讯电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，其特征在于，包括薄膜电位计、AD转换电路、处理器、供电电源以及通讯电路；所述薄膜电位计的输出端通过线缆与所述AD转换电路的输入端连接；所述AD转换电路的输出端连接到所述处理器的采集端口；所述供电电源分别与所述AD转换电路、所述处理器以及所述通讯电路连接。2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，其特征在于，所述处理器为msp430F4152单片机。3.根据权利要求1所述的一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，其特征在于，所述通讯电路为有线通讯电路或无线通讯电路。4.根据权利要求3所述的一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，其特征在于，所述有线通讯电路为由MAX3471构成的RS485电路；所述无线通讯电路为APC320无线数传电路或基于蜂窝的窄带物联网NB-IOT无线通讯电路。5.根据权利要求1所述的一种基于薄膜压力位置传感器的接触式电子水尺，其特征在于，在所述供电电源到所述AD转换电路的供电线路上，还安装PMOS开关，所述P...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱艾钦，杨晖，吴永彦，杨岚，王焱，
申请(专利权)人：郑州天诚信息工程有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41