CN216116252U - 一种接触式电子水尺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种接触式电子水尺，包括水尺本体、感应电极系统以及处理器，其中感应电极系统与处理器连接，感应电极系统包括多个感应电极，多个感应电极包括沿水尺本体的纵向设置的第一感应电极列和第二感应电极列，其中第一感应电极和第二感应电极列交错设置。

Description

一种接触式电子水尺

技术领域

本申请涉及水位监测领域，特别是涉及一种接触式电子水尺。

背景技术

随着节水型社会建设的开展，人们保护水资源和节约水资源的意识不断深入，国家对于水资源的监控与利用也更加关注。渠道计量在水位监测及农业灌溉方面的应用也是非常之多。

现有水位测量设备虽然已经能够完成水位监测任务，但在实际应用过程中，部分计量设备因受泥沙和结冰的影响无法准确测量出水位数据。同时，因水位测量设备多采用电极单列排布的方式，所以往往会产生测量精度偏低，以至于无法测量出相对准确的水位数据的问题。

针对上述的现有技术中存在的水位测量设备的测量精度偏低，以至于无法测量出相对准确的水位数据的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型提供了一种接触式电子水尺，以至少解决现有技术中存在的水位测量设备的测量精度偏低，以至于无法测量出相对准确的水位数据的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种接触式电子水尺，包括水尺本体、感应电极系统以及处理器，其中感应电极系统与处理器连接，感应电极系统包括多个感应电极，多个感应电极包括沿水尺本体的纵向设置的第一感应电极列和第二感应电极列，其中第一感应电极列和第二感应电极列交错设置。

可选地，感应电极系统还包括分别与处理器连接的多个移位寄存器，并且其中多个感应电极沿水尺本体的纵向分为多个感应电极组，并且每个感应电极组的感应电极分别与相应的移位寄存器连接。

可选地，感应电极的一端接地，另一端与相应的移位寄存器的相应的输入端连接，并且感应电极具有预定的电阻值，使得在相应的输入端的电平状态在感应电极未被水位淹没的情况下和在感应电极被水淹没的情况下是不同的。

可选地，还包括与处理器连接的无线传输系统。

可选地，还包括与处理器连接的蓝牙配置系统。

可选地，还包括与处理器连接的数据采集系统。

可选地，还包括与处理器连接的充放电控制系统。

可选地，还包括与充放电控制系统连接的电池。

可选地，还包括与充放电控制系统连接的太阳能板。

从而根据本实施例的技术方案，解决了现有技术中存在的上述问题，并且本实施例适用于涉及利用接触式电子水尺进行水位测量的方面，具有如下优点：

1.本实用新型的接触式电子水尺结构紧凑并且功能齐全；

2.本实用新型的接触式电子水尺能够精确的测量水位数据；

3.本实用新型的接触式电子水尺能够接入外部太阳能，实现电能的补充利用；

4.本实用新型的接触式电子水尺能够测量恶劣环境下的水位；

5.本实用新型的接触式电子水尺能够一机多用，并且具备配置蓝牙、传输水位数据以及控制电量等功能；

6.本实用新型的接触式电子水尺能够直接观测当前的测量数据，便于设备的检修及维护。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的接触式电子水尺的示意图；

图2是根据本申请一个实施例的接触式电子水尺中的多个感应电极与多个移位寄存器的连接示意图；

图3是根据本申请一个实施例的将接触式电子水尺的感应电极系统拆分为多个感应电极组的示意图；

图4是根据本申请一个实施例的接触式电子水尺中的感应电极的内部结构示意图；

图5是根据本申请一个实施例的接触式电子水尺的系统结构连接示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

根据本实施例的一个方面，提供了一种接触式电子水尺。图1是根据本申请一个实施例的接触式电子水尺的示意图。参考图1所示，一种接触式电子水尺100，包括水尺本体110、感应电极系统130以及处理器121，其中感应电极系统130与处理器121连接，感应电极系统130包括多个感应电极131、132，多个感应电极131、132包括沿水尺本体110的纵向设置的第一感应电极列131和第二感应电极列132，其中第一感应电极列131和第二感应电极列132交错设置。

正如背景技术中所述，现有水位测量设备虽然已经能够完成水位监测任务，但在实际应用过程中部分计量设备因受泥沙和结冰的影响，无法准确测量出水位数据。同时，因水位测量设备多采用电极单列排布的方式，所以往往会产生测量精度偏低，以至于无法测量出相对准确的水位数据的问题。

针对该技术问题，参考图1所示，本实施例提供了一种接触式电子水尺100。接触式电子水尺100包括感应电极系统130，其中感应电极系统130是由多个感应电极131、132组成的。其中每一个感应电极都对应于接触式电子水尺100上的一个刻度。多个感应电极131、132能够根据水位的变化测量出相应的数据。例如，当感应电极系统130所测量的水位发生变化之后，相应的感应电极的电位也会发生变化，则经由处理器120处理并输出的测量数据也就发生了变化。并且多个感应电极131、132在水尺本体110的左右两侧呈错峰交叉式纵向排布，从而能够缩短多个感应电极131、132的纵向距离，进而提高接触式电子水尺100在测量水位时的精度。例如，当利用接触式电子水尺100进行测量时，错峰交叉式纵向排布的多个感应电极131、132能够将测量精度提高至2mm。从而，当由接触式电子水尺100测量的水位发生微小变化时，接触式电子水尺100也能够精确的测量出水位的变化。感应电极系统130还能够测量水的温度以及水的电导率，并根据测量出的水的温度以及水的电导率分析水的结冰情况以及河流泥沙的淤积情况。

从而，通过在接触式电子水尺100设置多个感应电极131、132，并且将多个感应电极131、132在水尺本体110的左右两侧以错峰交叉的方式纵向排布的操作达到了精确测量水位数据的技术效果。解决了现有技术中存在的水位测量设备的测量精度偏低，以至于无法测量出相对准确的水位数据的技术问题。

可选地，感应电极系统130还包括分别与处理器120连接的多个移位寄存器141～146，并且其中多个感应电极131、132沿水尺本体110的纵向分为多个感应电极组G1～G6，并且每个感应电极组G1～G6的感应电极131a～131d，132a～132d分别与相应的移位寄存器141～146连接。

具体地，图2是根据本申请一个实施例的接触式电子水尺中的多个感应电极与多个移位寄存器的连接示意图。图3是根据本申请一个实施例的将接触式电子水尺的感应电极系统拆分为多个感应电极组的示意图。参考图2和图3所示，感应电极系统130还包括多个移位寄存器141～146。多个移位寄存器141～146的一端与处理器120连接，另一端则分别与多个感应电极组G1～G6连接。其中，多个感应电极组G1～G6是由多个感应电极131、132划分为若干个区域而产生的。移位寄存器141～146主要用于将相应的感应电极组G1～G6所所包含的感应电极131a～131d以及132a～132d的相关的电平信号转换为适用于处理器120的串行信号。例如，当利用接触式电子水尺100进行水位测量时，感应电极131a～131d以及132a～132d实时检测到水位的变化，并向多个移位寄存器141～146发送多组电平信号。多个移位寄存器141～146接收到由感应电极131a～131d以及132a～132d传输的电平信号后，将多组电平信号转换为多个串行信号并将多个串行信号传输至处理器120。处理器120在接收到多个串行信号后进行处理并将串行信号转换为数据以进行显示。从而，在接触式电子水尺100中设置多个移位寄存器141～146，并且多个移位寄存器141～146的一端与多个感应电极组G1～G6连接，另一端与处理器120连接的操作达到了将并行信号转换为串行信号以快速得到测量数据的技术效果。

可选地，多个感应电极131、132的一端接地，另一端与相应的多个移位寄存器141～146的相应的输入端连接，并且多个感应电极131、132具有预定的电阻值，使得在相应的输入端的电平状态在多个感应电极131、132未被水位淹没的情况下和在多个感应电极131、132被水淹没的情况下是不同的。

具体地，参考图2所示，接触式电子水尺100中的多个感应电极131、132的一端接地。其中，多个感应电极131、132的一端接地可以有效的保护多个感应电极131、132并防止多个感应电极131、132发生损坏。多个感应电极131、132的另一端与多个移位寄存器141～146连接。其中，多个感应电极131、132可将因水位变化而得到的并行信号传输至多个移位寄存器141～146中，并由多个移位寄存器141～146将并行信号转换为适用于处理器120的串行信号。

图4是根据本申请一个实施例的接触式电子水尺中的一个感应电极组(即G1～G6中的任意一组)的感应电极与相应的移位寄存器连接的示意图。参考图4所示，多个移位寄存器141～146例如可以采用型号为74HC165D的移位寄存器。其中，R₀～R₇对应于感应电极组内沿水尺本体110的纵向相邻设置(即按照131a、132a、131b、132b、......、131d、132d的顺序设置)的感应电极，其预定的电阻值为820K。当使用带有多个感应电极131、132的接触式电子水尺100进行水位测量时，由于感应电极131和132对应于接触式电子水尺100上的刻度，因此随着水位的不断变化，水位会淹没或者露出某些感应电极。参考图4所示，以感应电极131a(对应于电阻R₀)进行说明。感应电极131a的一端与移位寄存器141的相应管脚11(即D0)连接，感应电极131a的另一端接地，并且感应电极131a具有预定的电阻值(即820K)。因此当水位没有淹没感应电极131a(对应于电阻R₀)时，移位寄存器141的管脚11与地之间的电阻值为感应电极131a的电阻值，即820K。当水位淹没感应电极131a时，则移位寄存器141的管脚11由于水位的原因直接接地。从而导致在水位淹没感应电极131a和水位没有淹没感应电极131a这两种情况下，管脚11的电平状态是不同的。基于同样原因，对于移位寄存器141与其他感应电极连接的管脚12～14以及3～6(即D1～D7)，在水位淹没感应电极和水位没有淹没感应电极这两种情况下，管脚的电平状态也是不同的。

从而，根据水位的不同，各个感应电极连接的移位寄存器的管脚的电平状态也不同，从而移位寄存器通过串行的方式将各个管脚的电平状态作为水位信息发送至处理器120。

可选地，还包括与处理器120连接的无线传输系统121。

具体地，图5是根据本申请一个实施例的接触式电子水尺的系统结构连接示意图。参考图5所示，接触式电子水尺100还包括无线传输系统121。无线传输系统121与处理器120连接。当处理器120将串行信号转换为数据后，由无线传输系统121从处理器120的通信端接收到数据，并将得到的数据按预先设定好的通讯协议传输至远程服务器。从而，在接触式电子水尺100中设置无线传输系统121的操作能够达到传输数据的技术效果。

可选地，还包括与处理器120连接的蓝牙配置系统122。

具体地，参考图5所示，接触式电子水尺100还包括蓝牙配置系统122。蓝牙配置系统122与处理器120连接。蓝牙配置系统122能够实现接触式电子水尺100的短距离无线配置并方便现场的安装、调试和运维。例如，当接触式电子水尺100发生故障后，通过蓝牙配置系统122能够检测出接触式电子水尺100的故障位置以达到检修的目的。从而，在接触式电子水尺100中设置蓝牙配置系统122的操作能够达到短距离无线配置的技术效果。

可选地，还包括与处理器120连接的数据采集系统123。

具体地，参考图5所示，接触式电子水尺100还包括数据采集系统123。数据采集系统123与处理器120连接。数据采集系统123能够实现处理器120的数据的采集。例如，数据采集系统123能够定时采集水位变化的数值、水的温度以及电导率的数据等。并将采集到的数据传输至处理器120。从而，在接触式电子水尺100中设置数据采集系统123的操作能够达到采集数据的技术效果。

可选地，还包括与处理器120连接的充放电控制系统124。

具体地，参考图5所示，接触式电子水尺100还包括充放电控制系统124。充放电控制系统124与处理器120连接。充放电控制系统124能够控制接触式电子水尺100的充放电。

可选地，还包括与充放电控制系统124连接的电池125。

具体地，参考图5所示，充放电控制系统124的另一端还连接有电池。电池能够通过硬件接入的方式为接触式电子水尺100提供电源。

优选地，电池可以为锂电池。

可选地，还包括与充放电控制系统124连接的太阳能板126。

具体的，参考图5所示，充放电控制系统124的另一端还连接有太阳能板126。太阳能板126能够通过硬件接入的方式为接触式电子水尺100提供电源。

从而根据本实施例的技术方案，解决了现有技术中存在的上述问题，并且本实施例适用于涉及利用接触式电子水尺进行水位测量的方面，具有如下优点：

1.本实用新型的接触式电子水尺结构紧凑并且功能齐全；

2.本实用新型的接触式电子水尺能够精确的测量水位数据；

3.本实用新型的接触式电子水尺能够接入外部太阳能，实现电能的补充利用；

4.本实用新型的接触式电子水尺能够测量恶劣环境下的水位；

5.本实用新型的接触式电子水尺能够一机多用，实现设备的蓝牙配置、水位数据传输以及电量控制；

6.本实用新型的接触式电子水尺能够直接观测当前的测量数据，便于设备的检修及维护。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种接触式电子水尺(100)，包括水尺本体(110)、感应电极系统(130)以及处理器(120)，其中所述感应电极系统(130)与所述处理器(120)连接，其特征在于，

所述感应电极系统(130)包括多个感应电极(131、132)，所述多个感应电极(131、132)包括沿所述水尺本体(110)的纵向设置的第一感应电极列(131)和第二感应电极列(132)，其中

所述第一感应电极列(131)和所述第二感应电极列(132)交错设置。

2.根据权利要求1所述的接触式电子水尺(100)，其特征在于，所述感应电极系统(130)还包括分别与所述处理器(120)连接的多个移位寄存器(141～146)，并且其中

所述多个感应电极(131、132)沿所述水尺本体(110)的纵向分为多个感应电极组(G1～G6)，并且每个感应电极组(G1～G6)的感应电极(131a～131d，132a～132d)分别与相应的所述多个移位寄存器(141～146)连接。

3.根据权利要求2所述的接触式电子水尺(100)，其特征在于，所述多个感应电极(131、132)的一端接地，另一端与相应的移位寄存器(141～146)的相应的输入端连接，并且所述多个感应电极(131、132)具有预定的电阻值，使得在所述相应的输入端的电平状态在所述多个感应电极(131、132)未被水位淹没的情况下和在所述多个感应电极(131、132)被水淹没的情况下是不同的。

4.根据权利要求1所述的接触式电子水尺(100)，其特征在于，还包括与所述处理器(120)连接的无线传输系统(121)。

5.根据权利要求1所述的接触式电子水尺(100)，其特征在于，还包括与所述处理器(120)连接的蓝牙配置系统(122)。

6.根据权利要求1所述的接触式电子水尺(100)，其特征在于，还包括与所述处理器(120)连接的数据采集系统(123)。

7.根据权利要求1所述的接触式电子水尺(100)，其特征在于，还包括与所述处理器(120)连接的充放电控制系统(124)。

8.根据权利要求7所述的接触式电子水尺(100)，其特征在于，还包括与所述充放电控制系统(124)连接的电池(125)。

9.根据权利要求7所述的接触式电子水尺(100)，其特征在于，还包括与所述充放电控制系统(124)连接的太阳能板(126)。

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