CN103438960A - 差压式高灵敏度液位流量测量装置 - Google Patents

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白惠峰
郭永亮
王红梅
曹江
程建刚
宋亮明
王晓东
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Abstract

本发明属于液位流量在线监测设备技术领域，具体是一种差压式高灵敏度液位流量测量装置，解决了现有机械式液位流速测量仪不适应现场监测设备所处的特殊环境且不能较长时间工作的问题。其包括浸入液位之下的压力探头，还包括远离液位的参考压补偿模块、流速换算模块和信号放大处理模块，压力探头内设有全压测量模块和静压测量模块；静压测量模块经参考压补偿模块与信号放大处理模块连接，参考压补偿模块上设置将大气压传递给静压测量模块的导气装置。本发明实现全自动实时监测，把人从繁重的定期监测中解放出来，并且预警信息提前将隐患排除。

Description

差压式高灵敏度液位流量测量装置
技术领域
   本发明属于液位流量在线监测设备技术领域，具体是一种差压式高灵敏度液位流量测量装置。
背景技术
在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对设备的状况进行连续或定时的监测。由于现场监测设备所处的特殊环境，不能使用机械式流速测量仪。这就要求产品不但能适应恶劣环境，且能满足较长时间正常运行要求。在水网监控系统中，为达到最佳收集和处理水源头数据，保护水体资源，整合优化城市排水资源配置、重大事故的风险防范和应急管理提供技术支撑，设计出非机械式流速测量仪非常必要。
发明内容
本发明为了解决现有机械式液位流速测量仪不适应现场监测设备所处的特殊环境且不能较长时间工作的问题，特别提供一种差压式高灵敏度液位流量测量装置。
本发明采取以下技术方案：
差压式高灵敏度液位流量测量装置，包括浸入液位之下的压力探头，还包括远离液位的参考压补偿模块、流速换算模块和信号放大处理模块，压力探头内设有全压测量模块和静压测量模块；
静压测量模块经参考压补偿模块与信号放大处理模块连接，参考压补偿模块上设置将大气压传递给静压测量模块的导气装置，静压测量模块、参考压补偿模块和信号放大处理模块共同组成液位测量装置；
全压测量模块和静压测量模块机械连接，全压测量模块和静压测量模块输出端与流速换算模块连接，流速换算模块输出端与信号放大处理模块连接，全压测量模块、静压测量模块、流速换算模块、信号放大处理模块共同组成流量测量装置。
参考压补偿模块通过导气电缆与静压模块连接，参考压补偿模块上开有与大气连通的气腔，导气电缆包括集束在一起的信号线、电源线以及传递大气压的导气管，导气管一端连接气腔，另一端连通静压测量模块。
本发明还包括电源管理模块和电池组，由电源管理模块和电池组向整个装置供电。电池组采用低自放电率的电池。
本发明静压测量模块、参考压补偿模块、信号放大处理模块组成液位测量装置；静压测量模块，全压测量模块、信号放大处理模块、流速换算模块组成流量测量装置。全压测量模块和静压测量模块同时进行，水面波动对测量影响极低，流量和液位测量互不影响，具有良好的兼容性和适应性。静压测量模块和参考压补偿模块平衡，参考压及时补偿使得误差极小，感测灵敏度极高。静压测量模块、参考压补偿模块提供高灵敏度液位测量，参考压补偿模块可在管网水溢情况下正常工作，整套模块全程可靠密封，不受外界干扰。全压测量模块、静压测量模块、流速换算模块、信号放大处理模块提供高灵敏度流量测量，其信号放大处理模块可获得极低检测限，使得测量灵敏度较高。电源管理模块和电池组负责为本发明提供最大限度供电时长，低自放电率的电池将其自损耗降到最低，可适用于不能提供市电的应用现场，只需定期给电池充电，维护成本很低。
本发明通过实时差压原理进行管网液位流量的检测，再进行信号放大及抗干扰数据处理、并可通过有线或无线方式上传至相关管理部门的一体化数字传感器，实现全自动实时监测，把人从繁重的定期监测中解放出来，并且预警信息提前将隐患排除。为达到最佳收集和处理水源头数据，保护水体资源，整合优化城市排水资源配置、重大事故的风险防范和应急管理提供技术支撑，是水网监控系统的重要组成部分。
附图说明
图1是本发明原理图；
图中：1-全压测量模块，2-静压测量模块，3-参考压补偿模块，4-流速换算模块，5-信号放大处理模块，6-电源管理模块，7-电池组，8-压力探头。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
如图1所示，差压式高灵敏度液位流量测量装置，其特征在于：包括浸入液位之下的压力探头8，还包括远离液位的参考压补偿模块3、流速换算模块4和信号放大处理模块5，压力探头8内设有全压测量模块1和静压测量模块2；
静压测量模块1经参考压补偿模块3与信号放大处理模块5连接，参考压补偿模块3上设置将大气压传递给静压测量模块的导气装置，静压测量模块1、参考压补偿模块3和信号放大处理模块5共同组成液位测量装置；
全压测量模块1和静压测量模块2机械连接，全压测量模块1和静压测量模块2输出端与信号放大处理模块5连接，流速换算模块4输出端与信号放大处理模块5连接，全压测量模块1、静压测量模块2、流速换算模块4和信号放大处理模块5共同组成流量测量装置。
参考压补偿模块3通过导气电缆与静压测量模块2连接，参考压补偿模块3上开有与大气连通的气腔，导气电缆包括集束在一起的信号线、电源线以及传递大气压的导气管，导气管一端连接气腔，另一端连通压力探头的静压测量模块。参考压补偿模块3通过导气电缆把大气压导入压力探头内部的静压测量模块，参考压补偿模块隔离了被测量的水下环境和大气环境，二者不直接接触，却使压力探头内与大气压建立了等压关系。
导气电缆与压力探头以及参考压测量模块的连接接口处都采用双向密封轴套设计，不锈钢耐腐蚀材料，解决了密封问题，确保不受恶劣环境影响。
全压测量模块和静压测量模块分别包括全压传感器和静压传感器，二者采集的信号通过信号电缆传输给了信号放大处理模块，信号放大处理模块进行信号放大及抗干扰数据处理后通过有线或无线方式上传至相关管理部门。流速换算模块为可进行流速换算的数据处理器，流速换算方法为已知。
所述的差压式高灵敏度液位流量测量装置，还包括电源管理模块6和电池组7，由电源管理模块6和电池组7向整个装置供电。电池组7采用低自放电率的电池。

Claims (4)

1.一种差压式高灵敏度液位流量测量装置，其特征在于：包括浸入液位之下的压力探头（8），还包括远离液位的参考压补偿模块（3）、流速换算模块（4）和信号放大处理模块（5），压力探头（8）内设有全压测量模块（1）和静压测量模块（2）；
静压测量模块（1）经参考压补偿模块（3）与信号放大处理模块（5）连接，参考压补偿模块（3）上设置将大气压传递给静压测量模块的导气装置，静压测量模块（1）、参考压补偿模块（3）和信号放大处理模块（5）共同组成液位测量装置；
全压测量模块（1）和静压测量模块（2）机械连接，全压测量模块（1）和静压测量模块（2）输出端与信号放大处理模块（5）连接，信号放大处理模块（5）与流速换算模块（4）输出端连接，全压测量模块（1）、静压测量模块（2）、流速换算模块（4）和信号放大处理模块（5）共同组成流量测量装置。
2.根据权利要求1所述的的差压式高灵敏度液位流量测量装置，其特征在于：所述的参考压补偿模块（3）通过导气电缆与静压测量模块（2）连接，参考压补偿模块（3）上开有与大气连通的气腔，导气电缆包括集束在一起的信号线、电源线以及传递大气压的导气管，导气管一端连接气腔，另一端连通压力探头的静压测量模块。
3.根据权利要求1或2所述的差压式高灵敏度液位流量测量装置，其特征在于：其还包括电源管理模块（6）和电池组（7），由电源管理模块（6）和电池组（7）向整个装置供电。
4. 根据权利要求2所述的差压式高灵敏度液位流量测量装置，其特征在于：电池组（7）采用低自放电率的电池。
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