CN2079771U - 水位遥测报警仪 - Google Patents

Abstract

一种用于连续监测河道、渠道、水库等水位的水 位遥测报警仪，该仪器包括有浮体、传感器、模/数转 换器、数据锁存器、上、下限水位预置器、上、下限数字 比较器及声光报警器。该仪器可对上、下限警界水位 在测量范围内任意预置，并按预置的警界水位报警。 本实用新型具有安装及操作简便、显示速度快、精度 高，运行可靠，适应性强，可与微机连接等特点。

Description

本实用新型是关于一种可对液面进行监测报警，特别是对河道渠道、水库等的水位进行监测报警的水位遥测报警仪。

现有技术中，中国专利申请87203169公开了一种对贮液容器中液体液位测量的数字式液位显示仪。该显示仪主要由压力传感器、线性放大器、比例调定电路、稳压及恒流电源、数显表等组成。其压力传感器采用扩散硅力敏器件，线性放大器采用接成深度负反馈、同相输入放大状态并带有调零端的集成运算放大器，上、下限比较电路采用工作在饱和状态下的集成运算放大器电压比较电路。由于其上、下限比较电路是电压调整，因此存在报警精度不高，适用范围小，操作仍不够方便，直观等缺陷。

本实用新型的目的在于提供一种上、下限警界水位可在测量范围内任意予置，并按设置的警界水位进行报警，安装简单、显示速度快、精度高、运行可靠、适应性强，可与微机连接、扩冲能力强的水位遥测报警仪。

本实用新型的目的可通过以下方案来达到：设有一个可将水位的变化转化成模拟电压的传感器，一个能将模拟电压信号转换成数字信号的模／数转换器，一个可锁存BCD码动态数据的数据锁存器，一个可对警界水位进行予置的上、下限水位予置器，一个可对实时水位与予置的报警水位进行比较的上、下限数字比较器和一个当水位变化超过上、下限警界水位时进行报警的声光报警器。

上述各器件均采用集成电路模块式结构。

本实用新型的工作原理如图2所示：传感器设置于河、渠边侧井上，并通过导线与位于值班室内的显示器相连。传感器还与浮体相连，浮体与水面接触。当水面发生变化时，浮体产生位移，带动传感器上的轮子转动，使传感器输出一个随水位变化的模拟电压，这个模拟电压通过导线传送给模／数转换器，经转换后，把模拟电压变成数字量，并输出BCD码，BCD码经译码器译成常用的十进制，经驱动器驱动至显示器显示。在些同时从模／数转换器输出端取出数码，输给数据锁存器，并由上、下限数字比较器对锁存的数据与事先予置的上、下限警界水位进行比较。上、下限数字比较器的输出形式是：设渠道实时水位为A，予置的报警水位为B，则输出形式有A＞B，A＝B，A＜B三种，仪器面板上分别有三种指示灯指示。仪器在投入运行观测时，分别把上限拨盘数码开关予置到上限警界水位，下限拨盘数码开关予置到下限警水位。当渠道水位正常时，即小于上限警界水位，大于下限警界水位时，上限数字比较器的高位A＜B与下限数字比较器的高位A＞B输出高电位、驱动正常指示灯（绿灯）亮。当河、渠道水位上升到超过上限予置警界水位时，上限数字比较器的高位A＞B有高电位输出，驱动上限指示灯（红灯）亮，并驱动报警电路发出声光报警。当水位下降到低于下限予置警界水位时，下限数字比较器的高位A＜B输出高电位，驱动下限指示灯（红灯）亮，并发出声光报警。

实地运行观测表明，本实用新型具有反应灵敏，工作稳定可靠，数码显示直观，报警及时准确，精度高，适应性强，安装、操作简便等特点，能及时反映渠道水位徒涨徒降的变化情况，并能满足各种天气情况下的观测需要。本实用新型的最大测量误差不超过1cm，传输距离达300米，在值班室内就可以随时看到渠道的水位，减轻了管理人员的劳动强度。仪器内部全部为数值电路，便于与微机连接。采用模块式结构，扩冲能力强，可作为今后水位自动遥测遥报、集中控制的前端机。本实用新型不仅广泛适用于各种渠道、河道、水库的水位监测，也可作为其它液面的监测报警使用。如使用相应的传感器，可进行温度、湿度、压力、拉力、转速等物理量的测量。

图1是本实用新型的结构方框图。

图2是本实用新型的电原理图。

图3是本实用新型的外形示意图。

下面将结合附图对本实用新型的实施方案进行更具体的描述。

本实用新型结构如图1所示，传感器1分别与浮体1及模／数转换器3相连接，传感器经浮体产生随水位而变化的模拟电压，并将该电压输出到模数转换器3。模数转换器接有与之配用的译码器4及位驱动器5，译码器采用七段译码器，它可将BCD码译成七段显示码输出。驱动器是位驱动器，它驱动输出译码至显示器6显示。显示器6采用共阴极七段发光二极管，可显示四位十进制数字。模／数转换器的输出端接数据锁存器7，它从模／数转换器中取出动态BCD码数据进行锁存。数据锁存器的输出端接上限数字比较器8和下限数字比较器9的输入端。上、下限数字比较器的B输入端与上、下限水位予置器10、11相接。上限数字比较器和下限数字比较器的输出端分别接报警器开关电路12及上、下限指示灯14、16。报警器开关电路是由二极管组成的或门电路，报警器13采用了集成四声报警器（警报声、警车声、机枪声、救护车声）。4声可任意选择。声音报警同时，仪器面板上的报警闪烁灯17发出闪动的灯光报警，面板上还装有电源指示灯18，报警开关19、电源开关20。

本实用新型的各器件均为集成电路模块式结构（如图3所示），模块21采用插接件形式装于仪器箱内。

本实用新型的结构及连接关系还可通过电原理图作进一步描述。

如图2所示，由C1、C2、W1、W2构成传感器，其中W1、W2均为高精度多圈电位器，W1用于调整测量范围，W2用于变阻式传感器，传感器为有源变阻式传感器，其电源为＋6V直流电源。传感器轴的一端装有一轮子，浮体1通过绳索与传感器轮子相连接。浮体包括浮球及配重，浮球及配重通过绳索置于传感器轮子的下部两边，浮球与水面接触，浮球与配重随水位变化发生位移，带动传感器上的轮子转动，使传感器输出随水位而变化的模拟电压，传感器输出端经输出电阻R1、R2，滤波电容C3接模／数转换器3，该模数转换器采用双积分式8位模／数转换器，它是利用CMOS工艺制造的大规模集成电路MC14433，其内部包限一千七百多个MOS晶体管，功能完整，使用灵活，又能与微处理机兼容，该模／数转换器可将0－2V（或0－200MV）的模拟电压转换成3 1/2 位十进制数字，其转换结果输出形式是经过多路调制的BCD码，并有多路调制选通脉冲输出。模／数转换器的输出端与数据锁存器4042相接，数据锁存器为四位数字锁存器，共有三块（图中只画出一块），三块四D数据锁存器的相应输入端D相并联后接于模／数转换器的输出端Q，数据锁存器的时标端C分别接于模／数转换器的选片端DS，数据锁存器的极性端P相并联接于模／数转换器的转换结束信号输出端OR。模／数转换器输出端Q是数据线，它输出经动态扫描的BCD码数据，该数据若与予置的报警水位数据比较，就要先通过OR－P线把某一转换结束后的数据暂时锁存以供比较，当比较结束后，OR－P线再锁存下一个转换结果，就这样反复自动进行转换和锁存工作。数据锁存器的输出端与上、下限数字比较器4585相连接，数据比较器采用四位数字比较器。共六块，三块组成上限数字比较器，另外三块组成下限数字比较器（图中只画出上、下限比较器各一块）。上、下限数字比较器的输入端A相并联后接于相应位数据锁存器4042的输出端Q，即高位接高位、低位接低位。上、下限数字比较器的输入端B与上、下限水位予置器相接。上、下限水位予置器采用二－十进制可逆拨盘数码开关，该开关有六个，上、下限各三个，一个数字比较器接一个，六个开关均装在仪器前面板上。上、下限警界水位通过拨盘数码开关输给数字比较器的B端。上、下限数字比较器的输出端有A＜B、A＝B、A＞B三种输出，上限数字比较器的高位A＞B及下限数字比较器的高位A＜B分别接上、下限报警或门电路，上限数字比较器的高位A＜B及下限数字比较器的高位A＞B分别接与门电路74LS08及正常指示灯，或门电路及与门电路为图2中虚线内所示。

Claims (4)

1、一种用于连续监测河道、渠道、水库等水位的水位遥测报警仪，包括传感器、电源及显示器，其特征在于传感器是一个可将水位的变化转化成模拟电压的传感器，并具有一个能将模拟电压信号转换成数字信号的模/数转换器，一个可锁存BCD码动态数据的数据锁存器，一个可对警界水位进行予置的上、下限水位予置器，一个可对实时水位与予置的警界水位进行比较的上、下限数字比较器和一个当水位变化超过上、下限警界水位时进行报警的声光报警器。

2、如权利要求1所述的水位遥测报警仪，其特征在于传感器与浮体相连，其输出端接模／数转换器，模／数转换器输出BCD码，由译码器译成＋进制数码，经位驱动器至显示器显示，数据锁存器接模／数转换器的输出端，从转换器中取出数据锁存，上、下限位数字比较器的A、B输入端分别与数据锁存器的输出端及上、下限水位予置器相接，其输出端分别接报警器开关电路及面板上的指示灯。

3、如权利要求2所述的水位遥测报警仪，其特征在于传感器为有源变阻式传感器，模／数转换器采用双积分式转换器，数据锁存器采用四位数据锁存器，上、下限水位予置器为十进制可逆拨盘数码开关，上、下限数字比较器为四位数字比较器，声音报警器有四种声音可供选择。

4、如权利要求1、2、3所述的水位遥测报警仪，其特征在于各器件均为集成电路模块式结构，并采用插接件形式装于仪器箱内。

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