CN219914418U - 一种水位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水位计,包括主箱体和探测模块，所述探测模块包括超声波雷达传感器、微波雷达传感器、信号处理单元和显示单元，所述超声波雷达传感器包括超声波天线和浸入水中的超声波探头，所述微波雷达传感器包括微波天线和设置在主箱体上的微波探头，所述超声波天线用于采集水底反射的超声波信号，所述微波天线用于采集水面反射的微波信号；所超声波天线和微波天线均与所述信号处理单元连接，所述信号处理单元用于将超声波信号转换为水深信号，微波信号转换为水位信号，并将水位信号和水深信号传输至显示单元，所述显示单元用于将水位信号和水深信号转换为可视化的形式。

Description

一种水位计

技术领域

本实用新型涉及技术领域，更具体地说，涉及一种水位计。

背景技术

在现代生活中，虽然人们的科技日益先进，但人们依旧要经历洪水，洪水让人民对大自然更为敬畏，洪水的危害性极大，对人民的财产和生命造成巨大的威胁，所以需要对水位危险的湖泊水库进行实时监控，避免灾难的发生和灾难发生时可紧急避难，减少预警时间，给人们提供更多的逃难时间，在现实生活中，人们通常通过水位计对水库等进行水位测量，水位计适用于长期测量水库、河流、湖泊、坝体等的水位，是检测水位变化的有效监测设备，现有的水位计容易受干扰，随着水流的晃动而造成测量结果不准确,现有的雷达水位计仅仅对水面进行探测，容易受到风浪影响，使测量精度降低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种水位计。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种水位计，包括主箱体和探测模块，所述探测模块包括超声波雷达传感器、微波雷达传感器、信号处理单元和显示单元，所述超声波雷达传感器包括超声波天线和浸入水中的超声波探头，所述微波雷达传感器包括微波天线和设置在主箱体上的微波探头，所述超声波天线用于采集水底反射的超声波信号，所述微波天线用于采集水面反射的微波信号；所超声波天线和微波天线均与所述信号处理单元连接，所述信号处理单元用于将超声波信号转换为水深信号，微波信号转换为水位信号，并将水位信号和水深信号传输至显示单元，所述显示单元用于将水位信号和水深信号转换为可视化的形式，所述主箱体内设有弹性自收装置，所述弹性自收装置连接有悬浮装置，所述超声波探头设置在悬浮装置上。

优选的，所超声波天线和微波天线均连接有信号调理器，所述信号调理器对所述微波雷达传感器获得的水位信号和所述超声波雷达传感器获得的水深信号进行滤波放大处理；所述信号处理单元与所述信号调理器相连接，所述信号处理单元片对滤波放大处理后的水位信号和水深信号进行信号处理，获得所述监测范围内液体的水位数据。

优选的，所述信号调理器包括输入接口、放大器电路、滤波电路、比较器电路和数字转换电路，所述放大器电用于放大输入信号；所述滤波电路用于去除输入信号中的杂波和干扰；所述比较器电路用于将输入信号与参考电压进行比较；所述数字转换电路用于将模拟信号转换为数字信号。

优选的，所述悬浮装置包括磁性球形浮球、球形架、连接杆和固定筒，所述弹性自收装置包括主动轮、从动轮、平衡锤，和缠绕在所述主动轮与从动轮上的悬索；所述固定筒固定在主箱体上，所述连接杆与所述固定筒滑动连接，所述连接杆上端与所述悬索前端连接，下端与球形架连接；所述磁性球形浮球设置在球形架内，所述球形架上部设有磁性块，所述磁性块下端形成有与所述磁性球形浮球对应半球形，所述磁性块下端的磁极与所述磁性球形浮球的磁极相反；所述悬索的后端与所述平衡锤连接，所述连接杆上设有L型支架，所述超声波探头设置在所述L型支架的下端。

优选的，所述固定筒内设有滚轮机构组，所述滚轮机构组由至少三个位于同一水平面的滚轮机构成，所述滚轮机构包括与伸缩筒悬索相抵的滚轮、两个U型板和对应U型板的伸缩筒，所述伸缩筒内设有弹簧，所述U型板后端与弹簧相抵，所述滚轮上设有滚轴，所述滚轴的两端分别与两个U型板连接，所述伸缩筒与固定筒的内侧壁连接。

优选的，所述球形架包括均匀分布的至少三根弧形杆，多个弧形杆的上端相互连接，多个弧形杆的下端相互连接，所述弧形杆包括上连接部，和与上连接部可拆卸连接的下连接部。

优选的，所述主箱体上贯穿设置有与所述分析元组件匹配的安装槽，且所述显示单元位于所述分析元组件朝向主箱体外壁的一侧。

本实用新型的有益效果在于：微波雷达传感器布置在水位计的上方，用于检测水位的高度，微波雷达传感器将测量到的信号传输到地面，然后将数据传输到信号处理单元。超声波传感器布置在水位计的下方浸入水中，用于检测水深变化。信号处理电路将接收到的超声波信号和微波信号进行处理，以提取有用的信息。这包括去除噪声和调整信号频率，以便在两种传感器的信号之间提取最佳的特征。通过分析这些特征，可以确定水位水深的高度和变化率。这些信息可以用于控制和监测水泵、水阀和其他水设备的运行。在探测到水位变化时，超声波传感器和微波传感器可以同步工作，以提高检测精度。如果两个传感器的信号都有变化，它们可以相互验证，以提高检测可靠性。

本实用新型通过超声波和微波分别探测水位和水深，提高了液位检测的准确性和可靠性。通过浮球与连接杆固定连接，在该装置中的固定筒上分布开设有与固定杆相抵的滚轮，滚轮通过弹簧可以移动，在浮球运行过程中，通过滚轮和固定杆相互匹配，不仅可以起到导向的作用，促使浮球的运动，也可以有效的避免固定杆出现直接锁死在固定筒内部的情况，增加水位计的耐用性。

弧形杆的上连接部与下连接部可拆卸连接，当悬浮机构中的浮球发生损坏，可以通过将上连接部与下连接部分离取出球形架里的磁性球形浮球，有利于工作人员方便快速的对浮球进行更换。

磁性球形浮球放入水中时，其受浮力影响脱离球形架下端，由于磁性球形浮球与磁性块之间的磁力相互作用，磁性球形浮球的上端不与球形架接触，因此磁性球形浮球处于悬空状态，磁性球形浮球与球形架之间互不接触，水流流过磁性球形浮球可以通过转动化解流速力，因此可以水位变化时候做到快速反应，减少流速影响，有利于提高测量精度。

综上所述，该装置减少了水位计安装过程中的安装难度，促使了浮球的运动，增加了水位计的耐用性，实用性高，操作简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本实用新型较佳实施例的水位计的探测模块结构框图；

图2是本实用新型较佳实施例的水位计的剖视图；

图3是本实用新型较佳实施例的水位计的滚轮机构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型较佳实施例的水位计如图1所示，参阅图2-3，包括主箱体1和探测模块2，所述探测模块2包括超声波雷达传感器21、微波雷达传感器22、信号处理单元23和显示单元24，所述超声波雷达传感器21包括超声波天线212和浸入水中的超声波探头211，所述微波雷达传感器22包括微波天线222和设置在主箱体上的微波探头221，所述超声波天线212用于采集水底反射的超声波信号，所述微波天线222用于采集水面反射的微波信号；所超声波天线212和微波天线222均与所述信号处理单元23连接，所述信号处理单元用于将超声波信号转换为水深信号，微波信号转换为水位信号，并将水位信号和水深信号传输至显示单元24，所述显示单元24用于将水位信号和水深信号转换为可视化的形式，所述主箱体1内设有弹性自收装置4，所述弹性自收装置4连接有悬浮装置3，所述超声波探头211设置在悬浮装置3上。

微波雷达传感器布置在水位计的上方，用于检测水位的高度，微波雷达传感器将测量到的信号传输到地面，然后将数据传输到信号处理单元。超声波传感器布置在水位计的下方浸入水中，用于检测水深变化。信号处理电路将接收到的超声波信号和微波信号进行处理，以提取有用的信息。这包括去除噪声和调整信号频率，以便在两种传感器的信号之间提取最佳的特征。通过分析这些特征，可以确定水位水深的高度和变化率。这些信息可以用于控制和监测水泵、水阀和其他水设备的运行。在探测到水位变化时，超声波传感器和微波传感器可以同步工作，以提高检测精度。如果两个传感器的信号都有变化，它们可以相互验证，以提高检测可靠性。

如图1所示，超声波天线212和微波天线222均连接有信号调理器，所述信号调理器对所述微波雷达传感器获得的水位信号和所述超声波雷达传感器获得的水深信号进行滤波放大处理；所述信号处理单元与所述信号调理器相连接，所述信号处理单元片对滤波放大处理后的水位信号和水深信号进行信号处理，获得所述监测范围内液体的水位数据。

如图1所示，所述信号调理器包括输入接口、放大器电路、滤波电路、比较器电路和数字转换电路，所述放大器电用于放大输入信号；所述滤波电路用于去除输入信号中的杂波和干扰；所述比较器电路用于将输入信号与参考电压进行比较；所述数字转换电路用于将模拟信号转换为数字信号。

如图2所示，悬浮装置3包括磁性球形浮球31、球形架32、连接杆33和固定筒34，弹性自收装置4包括主动轮41、从动轮42、平衡锤43，和缠绕在主动轮41与从动轮42上的悬索44；弹性自收装置和悬浮装置的设计可以自动完成对液位的监测和控制，减少人工干预，提高生产效率；

固定筒34固定在主箱体1上，连接杆33与固定筒34滑动连接，连接杆33上端与悬索44前端连接，下端与球形架32连接；

磁性球形浮球31设置在球形架32内，球形架32上部设有磁性块35，磁性块35下端形成有与磁性球形浮球31对应半球形，磁性块35下端的磁极与磁性球形浮球31的磁极相反；磁性球形浮球与球形架32之间采用磁力悬浮连接，避免了因机械连接松动而导致的泄漏等安全隐患。

悬索44的后端与平衡锤43连接，，连接杆上设有L型支架5，超声波探头设置在L型支架5的下端。结构简单，使用方便，可以实现快速收放钢丝绳，减少停产检修时间，降低劳动强度，延长仪表使用寿命。

如图2-3所示，固定筒34内设有滚轮机构组，滚轮机构组由至少三个位于同一水平面的滚轮机构6成，滚轮机构6包括与伸缩筒63悬索44相抵的滚轮61、两个U型板62和对应U型板62的伸缩筒63，伸缩筒63内设有弹簧64，U型板62后端与弹簧64相抵，滚轮61上设有滚轴65，滚轴65的两端分别与两个U型板62连接，伸缩筒63与固定筒34的内侧壁连接。

如图2所示，球形架32包括均匀分布的至少三根弧形杆341，多个弧形杆341的上端相互连接，多个弧形杆341的下端相互连接，弧形杆341包括上连接部，和与上连接部可拆卸连接的下连接部。弧形杆的上连接部与下连接部可拆卸连接，当悬浮机构中的浮球发生损坏，可以通过将上连接部与下连接部分离取出球形架里的磁性球形浮球，有利于工作人员方便快速的对浮球进行更换。

如图2所示，所述主箱体上贯穿设置有与所述显示单元24匹配的安装槽，所述主箱体1内设有为所述探测模块供电的电源。操作人员可以通过显示屏观测水位和水位变化。

通过浮球与连接杆固定连接，在该装置中的固定筒上分布开设有与固定杆相抵的滚轮，滚轮通过弹簧可以移动，在浮球运行过程中，通过滚轮和固定杆相互匹配，不仅可以起到导向的作用，促使浮球的运动，也可以有效的避免固定杆出现直接锁死在固定筒内部的情况，增加水位计的耐用性。

磁性球形浮球放入水中时，其受浮力影响脱离球形架下端，由于磁性球形浮球与磁性块之间的磁力相互作用，磁性球形浮球的上端不与球形架接触，因此磁性球形浮球处于悬空状态，磁性球形浮球与球形架之间互不接触，水流流过磁性球形浮球可以通过转动化解流速力，因此可以做到快速反应，有利于提高测量精度。综上所述，该装置减少了水位计安装过程中的安装难度，磁性球形浮球与球形架之间采用磁力悬浮连接便于浮球的运动，增加了水位计的耐用性，实用性高，操作简单。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种水位计，其特征在于，包括主箱体(1)和探测模块(2)，所述探测模块(2)包括超声波雷达传感器(21)、微波雷达传感器(22)、信号处理单元(23)和显示单元(24)，所述超声波雷达传感器(21)包括超声波天线(212)和浸入水中的超声波探头(211)，所述微波雷达传感器(22)包括微波天线(222)和设置在主箱体上的微波探头(221)；所述超声波天线(212)和微波天线(222)均与所述信号处理单元(23)连接，所述主箱体(1)内设有弹性自收装置(4)，所述弹性自收装置(4)连接有悬浮装置(3)，所述超声波探头(211)设置在悬浮装置(3)上。

2.根据权利要求1所述的水位计，其特征在于，所述超声波天线(212)和微波天线(222)均连接有信号调理器；所述信号处理单元与所述信号调理器相连接。

3.根据权利要求2所述的水位计，其特征在于，所述信号调理器包括输入接口、放大器电路、滤波电路、比较器电路和数字转换电路，所述放大器电用于放大输入信号；所述滤波电路用于去除输入信号中的杂波和干扰；所述比较器电路用于将输入信号与参考电压进行比较；所述数字转换电路用于将模拟信号转换为数字信号。

4.根据权利要求1所述的水位计，其特征在于，所述悬浮装置(3)包括磁性球形浮球(31)、球形架(32)、连接杆(33)和固定筒(34)，所述弹性自收装置(4)包括主动轮(41)、从动轮(42)、平衡锤(43)，和缠绕在所述主动轮(41)与从动轮(42)上的悬索(44)；所述固定筒(34)固定在主箱体(1)上，所述连接杆(33)与所述固定筒(34)滑动连接，所述连接杆(33)上端与所述悬索(44)前端连接，下端与球形架(32)连接；所述磁性球形浮球(31)设置在球形架(32)内，所述球形架(32)上部设有磁性块(35)，所述磁性块(35)下端形成有与所述磁性球形浮球(31)对应半球形，所述磁性块(35)下端的磁极与所述磁性球形浮球(31)的磁极相反；所述悬索(44)的后端与所述平衡锤(43)连接，所述连接杆上设有L型支架(5)，所述超声波探头设置在所述L型支架(5)的下端。

5.根据权利要求4所述的水位计，其特征在于，所述固定筒(34)内设有滚轮机构组，所述滚轮机构组由至少三个位于同一水平面的滚轮机构(6)成，所述滚轮机构(6)包括与悬索(44)相抵的滚轮(61)、两个U型板(62)和对应U型板(62)的伸缩筒(63)，所述伸缩筒(63)内设有弹簧(64)，所述U型板(62)后端与弹簧(64)相抵，所述滚轮(61)上设有滚轴(65)，所述滚轴(65)的两端分别与两个U型板(62)连接，所述伸缩筒(63)与固定筒(34)的内侧壁连接。

6.根据权利要求4所述的水位计，其特征在于，所述球形架(32)包括均匀分布的至少三根弧形杆(341)，多个弧形杆(341)的上端相互连接，多个弧形杆(341)的下端相互连接，所述弧形杆(341)包括上连接部，和与上连接部可拆卸连接的下连接部。

7.根据权利要求4所述的水位计，其特征在于，所述主箱体(1)上贯穿设置有与所述显示单元(24)匹配的安装槽，所述主箱体(1)内设有为所述探测模块供电的电源。