CN108444575A - 一种地下管网水位监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地下管网水位监测系统，包括：水位监测系统，所述水位监测系统包括磁翻板、蓄电池和筒体，下连接管另一端设置有下连接法兰，所述筒体靠近顶部的一侧表面上连接有上连接管，所述磁翻板安装在筒体内表面上，磁翻板一侧均匀设置有指示标线板，所述筒体内部自由设置有浮球，所述筒体内部设置有变送器，所述蓄电池安装在筒体顶部；通信模块，所述通信模块安装在蓄电池上端面，所述通信模块接收所述变送器的检测数据，所述磁翻板与变送器之间还设有一滤波模块；终端模块，所述终端模块接收通信模块发送的数据，本发明通过设置滤波模块和信号放大电路，可以使检测的结果更佳的准确。

Description

一种地下管网水位监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及地下管网水位监测领域，具体涉及一种地下管网水位监测系统及监测方法。

背景技术

在水位监测领域内最常使用到的就是液位计，其基本原理是利用液位计对水位进行检测并将检测数据通过信号传递的方式传输到远程终端，继而达到水位监测的目的。

在容器中液体介质的高低叫做液位，测量液位的仪表叫液位计。液位计为物位仪表的一种。液位计的类型有音叉振动式、磁浮式、压力式、超声波、声呐波，磁翻板、雷达等。磁浮式的液位计又称为磁翻板式液位计，其主要原理是基于外部液位发生变化后，液位计内部的液位随之上升或者下降，继而在磁性浮球的上升或者下降过程中，驱动磁翻板进行翻转，继而根据磁翻板翻转时的颜色变化，产生利用颜色指示出检测结果，但是简单的磁翻板检测结果只能直观的展示，并不能进行数字化的传输，加之变送器可以将检测结果转变成电信号进行发送，现有的液位计设备中，数据信号的传输还是以有线传输的方式为主，而现有的4G、5G通信技术并没有实际的应用到该领域中，结合上述内容，若是能够将4G、5G通信技术应用到液位计领域中，利用液位计构建水位监测系统将会更加的实用，也有助于降低成本。

发明内容

为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种地下管网水位监测系统及监测方法，本发明通过设置变送器将检测结果输出转换成4-20MA的稳定电信号，同时设置了通信模块接收和发送检测结果，达到了在传输方面而言，更加的实用，传输效率更高的效果，相较于传统的布线式的有线传输而言，节约了布线成本，而且通过设置滤波模块和信号放大电路，可以使检测的结果更佳的准确。

本发明提供了一种地下管网水位监测系统，包括：

水位监测系统，所述水位监测系统包括磁翻板、蓄电池和筒体，所述筒体底部固定有下法兰，下法兰底部适配设置有下法兰盖，所述筒体靠近底部的一侧表面上连接有下连接管，下连接管另一端设置有下连接法兰，所述筒体靠近顶部的一侧表面上连接有上连接管，上连接管另一端设置有上连接法兰，所述磁翻板安装在筒体内表面上，磁翻板一侧均匀设置有指示标线板，所述筒体内部自由设置有浮球，所述筒体内部设置有变送器，所述蓄电池安装在筒体顶部；

通信模块，所述通信模块安装在蓄电池上端面，所述通信模块接收所述变送器的检测数据，所述磁翻板与变送器之间还设有一滤波模块；

终端模块，所述终端模块接收通信模块发送的数据，根据接收的数据来监测地下管网的水位并通过终端模块中的报警模块进行警示。

上述的系统，其中，所述变送器用于将磁翻板所受的磁性力进行电磁转换，进而变送出电信号，并将电信号发送到通信模块。

上述的系统，其中，所述通信模块为4G模块或者5G模块。

上述的系统，其中，所述终端模块为移动终端或者平板电脑。

上述的系统，其中，所述通信模块与所述变送器之间设有一信号放大电路。

本发明的另外一面，还提供了一种地下管网水位监测方法，包括以下步骤：

步骤(1)：通过浮球上升或者下降的过程中驱动磁翻板进行翻转；

步骤(2)：通过变送器将磁翻板所受的磁性力进行电磁转换；

步骤(3)：将上述电磁转换的信号通过信号放大电路对电磁转换的信号进行放大；

步骤(4)：将上述放大的电磁转换的信号发送到通信模块；

步骤(5)：所述通信模块将接收的信号发送到终端模块；

步骤(6)：所述终端模块将接收的数据进行显示并根据显示的结果进行预警。

上述的方法，其中，所述步骤(2)中还包括：通过滤波模块对磁翻板的电磁信号进行过滤。

本发明具有以下优点：1、本发明通过设置变送器将检测结果输出转换成4-20MA的稳定电信号，同时设置了通信模块接收和发送检测结果，达到了在传输方面而言，更加的实用，传输效率更高的效果，相较于传统的布线式的有线传输而言，节约了布线成本，而且通过设置滤波模块和信号放大电路，可以使检测的结果更佳的准确。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明一种地下管网水位监测系统的局部结构示意图；

图2为本发明一种地下管网水位监测系统的内部局部结构示意图；

图3为本发明中一种地下管网水位监测方法的流程示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参照图1-图3所示，本发明提供了一种地下管网水位监测系统，包括：

包括磁翻板4、蓄电池6和筒体10，筒体10底部固定有下法兰12，下法兰12底部适配设置有下法兰盖2，下法兰12和下法兰盖2用于从底部固定安装筒体10，筒体10底部设置有排污阀1，且排污阀1位于下法兰盖2上，排污阀1用于排出筒体10内部的杂质污水，筒体10靠近底部的一侧表面上连接有下连接管11，下连接管11另一端设置有下连接法兰3，筒体10靠近顶部的一侧表面上连接有上连接管8，上连接管8另一端设置有上连接法兰5，下连接法兰3和上连接法兰5关于筒体10横向中轴线上下对称分布，下连接法兰3和上连接法兰5用于将筒体即液位计整体与待测液体容器进行安装连接，磁翻板4为正反面双色设置，磁翻板4安装在筒体10内表面上，磁翻板4一侧均匀设置有指示标线板9，筒体10内部自由设置有浮球14，浮球14为空心球体，浮球14在外界水位发生变化时也会随之变化继而可以驱动磁翻板4进行翻转，继而利用磁翻板4和指示标线板9的共同显示作用，直观展示出检测数据，筒体10内部设置有变送器13，变送器13选用UPD-91型号的变送器，该变送器13可以输出变送4-20MA的电信号，适合液位计使用，变送器13将检测根据磁翻板4所受磁力，进一步将检测结果转变成电信号，通信模块7安装在蓄电池6上端面，蓄电池6安装在筒体10顶部，蓄电池6与通信模块7和变送器13电性连接，通信模块7选用MZ382型号，该型号支持各个通信模式，且体积较小，符合本发明使用，通信模块7用于接收变送器13发送的电信号，并将信号传递给数据终端，蓄电池6用于给通信模块7和变送器13供电。进一步优选，通信模块为4G模块或者5G模块。

本发明一优选而非限制性的实施例中，磁翻板4与变送器13之间还设有一滤波模块，通过滤波模块可以将磁翻板4产生的磁力信号进行过滤，可以使检测的信号更加的准确。

本发明一优选而非限制性的实施例中，终端模块，所述终端模块接收通信模块发送的数据，根据接收的数据来监测地下管网的水位并通过终端模块中的报警模块进行警示，本发明具有双重显示的效果，可以通过直观的进行显示，还可以通过终端模块进行显示。进一步优选，终端模块为移动终端或者平板电脑。

本发明一优选而非限制性的实施例中，通信模块与所述变送器之间设有一信号放大电路，可以实现将变送器输出的信号进行放大。

在本发明中，通过下连接法兰3和上连接法兰5将本发明安装到待测液体容器上去，通过上连接管8和下连接管11将筒体10和外界水流连通，在实际进行检测工作时，通过蓄电池6为本发明上的4G通信模块7和变送器13供电，当外界水位发生变化时，筒体10内部的浮球14随着进行上升或者下降，在浮球14上升或者下降的过程中驱动磁翻板4进行翻转，继而利用磁翻板4双面的颜色和指示标线板9直观展示出检测结果，在检测的同时变送器13将磁翻板4所受的磁性力进行电磁转换，进而变送出电信号，通过4G通信模块7接收变送器13发送的电信号，通过4G通信模块7将检测信号进一步的发送给各个终端设备，从而进行水位监测工作。

本发明的另一面，一种地下管网水位监测方法，包括以下步骤：

步骤(1)：通过浮球上升或者下降的过程中驱动磁翻板进行翻转；

步骤(2)：通过变送器将磁翻板所受的磁性力进行电磁转换，其中通过滤波模块对磁翻板的电磁信号进行过滤；

步骤(3)：将上述电磁转换的信号通过信号放大电路对电磁转换的信号进行放大；

步骤(4)：将上述放大的电磁转换的信号发送到通信模块；

步骤(5)：所述通信模块将接收的信号发送到终端模块；

步骤(6)：所述终端模块将接收的数据进行显示并根据显示的结果进行预警。

以下提供一组使用本发明的系统对地下管网水位监测的数据，其中对比样为常规的设备，具体如表1所示：

表1

	准确性	灵敏度	匹配性
				本发明的系统	97％	0.5s	99％
对比样	80％	2s	84％

在表1中，准确性的评判指标为：在相同的下水道中，同时安装本发明的系统和现有的设备，通过人工观察的方式进行判断，样本量为100次，本发明的系统，在97次中检测的数据与实际的地下管网水位相同，而对比样只有80次与实际的地下管网水位相同；灵敏度的评判标准为，在地下管网水位发生变化的时候，可以快速的进行反应；以及匹配性的评判标准为：检测的数据与终端模块中的数据是否匹配，本发明的系统匹配度可以达到99％，明显优于现有的对比样，本发明通过设置变送器将检测结果输出转换成4-20MA的稳定电信号，同时设置了通信模块接收和发送检测结果，达到了在传输方面而言，更加的实用，传输效率更高的效果，相较于传统的布线式的有线传输而言，节约了布线成本，而且通过设置滤波模块和信号放大电路，可以使检测的结果更佳的准确。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种地下管网水位监测系统，其特征在于，包括：

水位监测系统，所述水位监测系统包括磁翻板、蓄电池和筒体，所述筒体底部固定有下法兰，下法兰底部适配设置有下法兰盖，所述筒体靠近底部的一侧表面上连接有下连接管，下连接管另一端设置有下连接法兰，所述筒体靠近顶部的一侧表面上连接有上连接管，上连接管另一端设置有上连接法兰，所述磁翻板安装在筒体内表面上，磁翻板一侧均匀设置有指示标线板，所述筒体内部自由设置有浮球，所述筒体内部设置有变送器，所述蓄电池安装在筒体顶部；

通信模块，所述通信模块安装在蓄电池上端面，所述通信模块接收所述变送器的检测数据，所述磁翻板与变送器之间还设有一滤波模块；

终端模块，所述终端模块接收通信模块发送的数据，根据接收的数据来监测地下管网的水位并通过终端模块中的报警模块进行警示。

2.如权利要求1所述的一种地下管网水位监测系统，其特征在于，所述变送器用于将磁翻板所受的磁性力进行电磁转换，进而变送出电信号，并将电信号发送到通信模块。

3.如权利要求2所述的一种地下管网水位监测系统，其特征在于，所述通信模块为4G模块或者5G模块。

4.如权利要求3所述的一种地下管网水位监测系统，其特征在于，所述终端模块为移动终端或者平板电脑。

5.如权利要求4所述的一种地下管网水位监测系统，其特征在于，所述通信模块与所述变送器之间设有一信号放大电路。

6.一种地下管网水位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：通过浮球上升或者下降的过程中驱动磁翻板进行翻转；

步骤(2)：通过变送器将磁翻板所受的磁性力进行电磁转换；

步骤(3)：将上述电磁转换的信号通过信号放大电路对电磁转换的信号进行放大；

步骤(4)：将上述放大的电磁转换的信号发送到通信模块；

步骤(5)：所述通信模块将接收的信号发送到终端模块；

步骤(6)：所述终端模块将接收的数据进行显示并根据显示的结果进行预警。

7.如权利要求6所述的一种地下管网水位监测方法，其特征在于，所述步骤(2)中还包括：通过滤波模块对磁翻板的电磁信号进行过滤。