高精度监测的水位仪制造技术

本发明专利技术涉及水位仪的技术领域，公开了高精度监测的水位仪，包括基座、导轨以及直线位移传感器，导轨呈竖直状连接在基座上，导轨上活动连接有移动块，直线位移传感器连接于移动块；移动块上连接有测杆，测杆的下端具有用于往复触水的测针；直线位移传感器电性连接有用于控制移动块移动且通过读取直线位移传感器相对位移数据进而实现水位测量的控制主板。通过控制主板控制移动块上下移动，实现测针的上下往复触水及浮动塑料球在弧形槽条中上下移动，控制主板通过读取直线位移传感器的相对位移量，则直接实现对水位的测量；由于控制主板获取的直线位移数据，这样，则不需要进行转换计算，则可以直接获取到水位的数值，大大提高测量的精度。

Water Level Instrument with High Precision Monitoring

The invention relates to the technical field of water level meter, which discloses a water level meter with high precision monitoring, including a base, a guide rail and a linear displacement sensor. The guide rail is vertically connected to the base, a moving block is movably connected on the guide rail, a linear displacement sensor is connected to the moving block, a measuring rod is connected on the moving block, and a linear displacement sensor for reciprocating water contact is provided at the lower end of the measuring rod. The electrical connection of the device has a control motherboard for controlling the movement of the moving block and realizing the water level measurement by reading the relative displacement data of the linear displacement sensor. By controlling the main board to control the moving block moving up and down, the up and down reciprocating contact of the measuring needle and the floating plastic ball moving up and down in the arc groove strip can be realized. By reading the relative displacement of the linear displacement sensor, the main board can directly measure the water level. Because the linear displacement data acquired by the main board are controlled, the conversion calculation is not needed, and the water level can be obtained directly. The numerical value of water level greatly improves the accuracy of measurement.

【技术实现步骤摘要】
高精度监测的水位仪
本专利技术涉及水位仪的
，尤其涉及高精度监测的水位仪。
技术介绍
水位仪是三工物理模型试验中必备的测量仪器，按仪器感知水面的方式，可以分为淹没式、振动触水式和非触水式三种类型。非触水式水位仪在性价比方面尚未满足实用要求，淹没式在实际操作，经常受各种漂移的影响，其测量精度难以满足要求，因此，目前普遍采用振动触水式。采用振动触水式的水位仪，必须用线位移─电量变换器，而旋转角位移型变换器，如同步电机或码盘水位仪则必需一套高精度线─角位移机械转换装置如丝杆等，这样，对于水位仪而言，这样的结构直接影响到水位仪水位转换线性度、跟踪速度、机械寿命和仪器结构等方面的综合指标，并且，对于水位仪而言，其测量水位变化的精度也较低，难以满足实际需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供高精度监测的水位仪，旨在解决现有技术中的水位仪存在测量水位变化精度低的问题。本专利技术是这样实现的，高精度监测的水位仪，包括基座、导轨以及直线位移传感器，所述导轨呈竖直状连接在所述基座上，所述导轨上活动连接有沿所述导轨上下移动的移动块，所述直线位移传感器连接于所述移动块；所述移动块上连接有朝下竖直延伸布置的测杆，所述测杆的下端具有用于往复触水的测针；所述直线位移传感器电性连接有用于控制所述移动块移动且通过读取所述直线位移传感器相对位移数据进而实现水位测量的控制主板，所述控制主板与所述测针电性连接；所述水位仪包括竖杆，所述竖杆呈竖直状连接在所述基座上，所述竖杆的侧壁上形成有标尺面；所述直线位移传感器包括形成在所述标尺面上的标尺光栅以及读数头，所述读数头连接于所述移动块，且设于所述标尺面的前侧，所述读数头包括红外光电元件、方波整形器以及指示光栅，所述指示光栅与所述标尺光栅相对布置，且两者之间具有间隙；所述读数头电性连接于所述控制主板，且所述控制主板通过读取所述读数头的相对位移数据进而实现水位测量；所述测杆的下端部设置有连接块，所述连接块具有朝下布置的下端面，所述连接块的下端面呈球面状，所述连接块的下端面的中部形成最低端，所述测针设置在所述连接块的下端面的最低端；所述连接块的下端面设置有弧形槽条，沿自下而上的方向，所述弧形槽条由所述连接块的下端面的最低端朝上延伸布置，所述弧形槽条中设有受力沿所述弧形槽条上下移动的浮动塑料球，所述浮动塑料球为空心设置，所述浮动塑料球中设置有位移传感器，所述位移传感器与控制主板电性连接；当所述移动块带动所述测杆朝下移动后，直至测针触水以及浮动塑料球由浮力驱动朝上移动后，所述移动块带动所述测杆朝上移动，直至测针脱离水面以及浮动塑料球朝下复位至弧形槽条的底部。进一步的，沿自下而上的方向，所述弧形槽条的深度逐渐加深。进一步的，所述弧形槽条的底部设置有导轨槽，所述导轨槽沿着所述弧形槽条的长度延伸方向延伸布置，所述浮动塑料球凸设有沿着所述导轨槽移动的定位柱，所述定位柱活动置于所述导轨槽中。进一步的，所述浮动塑料球具有朝下布置的底端面，所述浮动塑料球的底端面呈平整状，所述位移传感器设置有所述浮动塑料球的内部，且位于所述浮动塑料球的底部。进一步的，所述连接块与所述测杆的下端部转动连接，所述连接块以所述测杆为中轴转动。进一步的，所述连接块的下端面的边缘朝外延伸有外环片，所述外环片环绕所述连接块的下端面的外周布置，所述外环片朝下弯曲布置，且所述外环面与所述连接块的下端面之间围合形成下端开口的外环槽，所述外环槽环绕所述连接块下端面的外周布置。进一步的，所述标尺光栅及指示光栅中分别形成有零点窗；所述控制主板中具有用于缩短所述测针入水反应时间的调频及锁相环元件。进一步的，所述控制主板包括有触水触发器，所述触水触发器分别与所述测针及控制主板电性连接。进一步的，所述竖杆的上端设有用于限制所述读数头朝向移动极限位置的上限位开关，所述竖杆的下端设有用于限制所述读数头朝下移动极限位置的数字式下限位开关，所述上限位开关及数字式下限位开关分别电性连接于所述控制主板。进一步的，所述导轨穿过所述移动块，且所述高精度监测的水位仪包括有用于对导向所述移动块的移动的导向结构；所述导向结构包括导向块以及设置在所述基座上的导向杆，所述导向杆呈竖直布置，且所述导向杆中设有导向槽，所述导向槽沿所述导向杆的长度方向延伸布置；所述移动块的侧边朝外突出，形成所述导向块，所述导向块活动置于所述导向槽中。与现有技术相比，上述提供的水位仪中，通过控制主板控制移动块上下移动，实现测针的上下往复触水及浮动塑料球在弧形槽条中上下移动，并且，移动块的移动，带动直线位移传感器的上下直线移动，这样，控制主板通过读取直线位移传感器的相对位移量，则可以直接实现对水位的测量；由于控制主板获取的直线位移数据，而不是现有技术中的圆周转动数据，这样，则不需要进行转换计算，则可以直接获取到水位的数值，并且，通过浮动塑料球的上下移动避免误判断，大大提高测量的精度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的高精度监测的水位仪的主视示意图一；图2是本专利技术实施例提供的高精度监测的水位仪的主视示意图二；图3是本专利技术实施例提供的高精度监测的水位仪的连接块的仰视示意图；图4是本专利技术实施例提供的直线位移传感器输出信号序列的示意图；图5是本专利技术实施例提供的高精度监测的水位仪的电路控制示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细的描述。参照图1至图5示，为本专利技术提供的较佳实施例。本实施例提供的高精度监测的水位仪，用于测量河道的水位以及水位变化等。水位仪包括基座101、导轨105、控制主板104以及直线位移传感器，其中，基座101作为整个水位仪的支撑台，导轨105连接在基座101上，呈竖直布置，导轨105的下端连接在基座101上，上端朝上竖直延伸布置；在导轨105上连接有移动块106，该移动块106可以沿着导轨105上下移动，直线位移传感器连接在移动块106上，这样，随着移动块106沿着导轨105上下移动，直线位移传感器也可以上下移动。本实施例中，导轨105上的移动块106还连接有测杆110，该测杆110呈竖直布置，其上端连接在移动块106上，下端朝下延伸布置，且在测杆110的下端形成有测针111，这样，当移动块106沿着导轨105上下移动时，整个测杆110也随之上下移动。本实施例中，水位仪包括还包括竖杆108，竖杆108连接在基座101上，且呈竖直状布置，这样，竖杆108及导轨105相邻平行布置，下端连接在基座101上，上端朝上竖直延伸布置。直线位移传感器包括标尺光栅109以及读数头107，其中，竖杆108的侧壁上形成有标尺面，该标尺面沿着竖杆108的长度方向延伸布置，标尺光栅109则形成在竖杆108的标尺面上，且延着竖杆108的长度方向延伸布置，也就是沿着竖直方向延伸布置；读数头107布置在竖杆108的标尺面的前侧，其与控制主板104电性连接，且连接在移动块106上，随着移动块106的移动而上下移动，读数头107包括红外光电元件、方波整形器以及指示光栅，其中，指示光栅与标尺光栅109之间正对布置，且两者之间存在间隙。读数头107电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高精度监测的水位仪，其特征在于，包括基座、导轨以及直线位移传感器，所述导轨呈竖直状连接在所述基座上，所述导轨上活动连接有沿所述导轨上下移动的移动块，所述直线位移传感器连接于所述移动块；所述移动块上连接有朝下竖直延伸布置的测杆，所述测杆的下端具有用于往复触水的测针；所述直线位移传感器电性连接有用于控制所述移动块移动且通过读取所述直线位移传感器相对位移数据进而实现水位测量的控制主板，所述控制主板与所述测针电性连接；所述水位仪包括竖杆，所述竖杆呈竖直状连接在所述基座上，所述竖杆的侧壁上形成有标尺面；所述直线位移传感器包括形成在所述标尺面上的标尺光栅以及读数头，所述读数头连接于所述移动块，且设于所述标尺面的前侧，所述读数头包括红外光电元件、方波整形器以及指示光栅，所述指示光栅与所述标尺光栅相对布置，且两者之间具有间隙；所述读数头电性连接于所述控制主板，且所述控制主板通过读取所述读数头的相对位移数据进而实现水位测量；所述测杆的下端部设置有连接块，所述连接块具有朝下布置的下端面，所述连接块的下端面呈球面状，所述连接块的下端面的中部形成最低端，所述测针设置在所述连接块的下端面的最低端；所述连接块的下端面设置有弧形槽条，沿自下而上的方向，所述弧形槽条由所述连接块的下端面的最低端朝上延伸布置，所述弧形槽条中设有受力沿所述弧形槽条上下移动的浮动塑料球，所述浮动塑料球为空心设置，所述浮动塑料球中设置有位移传感器，所述位移传感器与控制主板电性连接；当所述移动块带动所述测杆朝下移动后，直至测针触水以及浮动塑料球由浮力驱动朝上移动后，所述移动块带动所述测杆朝上移动，直至测针脱离水面以及浮动塑料球朝下复位至弧形槽条的底部。...

【技术特征摘要】
1.高精度监测的水位仪，其特征在于，包括基座、导轨以及直线位移传感器，所述导轨呈竖直状连接在所述基座上，所述导轨上活动连接有沿所述导轨上下移动的移动块，所述直线位移传感器连接于所述移动块；所述移动块上连接有朝下竖直延伸布置的测杆，所述测杆的下端具有用于往复触水的测针；所述直线位移传感器电性连接有用于控制所述移动块移动且通过读取所述直线位移传感器相对位移数据进而实现水位测量的控制主板，所述控制主板与所述测针电性连接；所述水位仪包括竖杆，所述竖杆呈竖直状连接在所述基座上，所述竖杆的侧壁上形成有标尺面；所述直线位移传感器包括形成在所述标尺面上的标尺光栅以及读数头，所述读数头连接于所述移动块，且设于所述标尺面的前侧，所述读数头包括红外光电元件、方波整形器以及指示光栅，所述指示光栅与所述标尺光栅相对布置，且两者之间具有间隙；所述读数头电性连接于所述控制主板，且所述控制主板通过读取所述读数头的相对位移数据进而实现水位测量；所述测杆的下端部设置有连接块，所述连接块具有朝下布置的下端面，所述连接块的下端面呈球面状，所述连接块的下端面的中部形成最低端，所述测针设置在所述连接块的下端面的最低端；所述连接块的下端面设置有弧形槽条，沿自下而上的方向，所述弧形槽条由所述连接块的下端面的最低端朝上延伸布置，所述弧形槽条中设有受力沿所述弧形槽条上下移动的浮动塑料球，所述浮动塑料球为空心设置，所述浮动塑料球中设置有位移传感器，所述位移传感器与控制主板电性连接；当所述移动块带动所述测杆朝下移动后，直至测针触水以及浮动塑料球由浮力驱动朝上移动后，所述移动块带动所述测杆朝上移动，直至测针脱离水面以及浮动塑料球朝下复位至弧形槽条的底部。2.如权利要求1所述的高精度监测的水位仪，其特征在于，沿自下而上的方向，所述弧形槽条的深度逐渐加深。3.如权利要求2所述的高精度监测的水位仪，其特征在于，所述弧形槽条的底部设置有导轨槽，所述导轨槽沿着所述弧形槽条的长度延伸方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，林俊，陈若舟，邢方亮，陈俊，丘瑾炜，王天奕，郭泽斌，
申请(专利权)人：珠江水利委员会珠江水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44