專利名稱：機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣泡式水位計(jì)，特別涉及一種機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密 氣泡式水位計(jì)，用于準(zhǔn)確并及時(shí)地測(cè)量江河湖海的水位或潮位。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有氣泡式水位、潮位計(jì)在測(cè)量中由于波浪的影響而導(dǎo)致的精度不足，單獨(dú)使用機(jī)械濾波雖可消除波浪對(duì)測(cè)量精度的影響，但會(huì)有長(zhǎng)達(dá)3分鐘左右的時(shí)滯現(xiàn)象， 從而會(huì)影響數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計(jì)，以 解決現(xiàn)有技術(shù)存在的波浪對(duì)水位測(cè)量精度的影響及數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括測(cè)量載氣的供應(yīng)裝置、輸氣管路、測(cè)量杯、機(jī) 械濾波器、壓力傳感器、電子濾波器和記錄儀。測(cè)量載氣供應(yīng)裝置通過(guò)輸氣管路與 所述的機(jī)械濾波器的一端和測(cè)量杯連接，該機(jī)械濾波器的另 一端與壓力傳感器連 接，其特征在于經(jīng)過(guò)所述的機(jī)械濾波器濾波的壓力信號(hào)傳入壓力傳感器后，該壓 力傳感器的輸出電信號(hào)首先通過(guò)導(dǎo)線與電子濾波器連接，電子濾波器的輸出信號(hào)再 通過(guò)導(dǎo)線與記錄儀的輸入端連接，電子濾波器可以給出波動(dòng)水面的精確實(shí)際水位。所述的電子濾波器包括用于濾除高、中頻波的低通濾波器A、中間放大器C、 交流成分放大器D和減法器B,低通濾波放大器A的輸出端與中間放大器C和交流 成分放大器D的輸入端連接，中間放大器C和交流成分i文大器D的輸出端分別與減 法器B的兩個(gè)輸入端連接，減法器B的輸出端與所述的記錄儀的輸入端連接。所述的記錄儀包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、LCD顯示器、鍵盤和閃存，所述的 電子濾波器的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的輸入端連接，微處理器的不同對(duì) 應(yīng)端分別LCD顯示器、鍵盤和閃存連接。在所述的微處理器的一個(gè)輸出端連接有用于與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的RS2 32接n 。所述的機(jī)械濾波器為一根20-100毫米長(zhǎng)、內(nèi)徑0. 1毫米的細(xì)金屬管。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是利用機(jī)械一電子聯(lián)合濾波，可有效地解決因水中波浪對(duì) 水位或潮位測(cè)量精度的影響，本實(shí)用新型的機(jī)械濾波器大大縮短了原來(lái)因機(jī)械濾波 過(guò)程所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)顯示滯后(可使時(shí)滯從3分鐘左右減少到10秒左右)，電子濾波 器的使用又將機(jī)械濾波器所帶來(lái)的余波影響消除掉。從而達(dá)到準(zhǔn)確、及時(shí)地測(cè)量波 動(dòng)水面的水位或潮位。在特定的條件下還可以將機(jī)械濾波器短路掉，而只用電子濾 波器，會(huì)幾乎完全消除測(cè)量的時(shí)滯。


圖l是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的記錄儀與電子濾波器的電路框圖；圖3是本實(shí)用新型的電子濾波器一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖l，本實(shí)用新型包括測(cè)量載氣供應(yīng)裝置l、輸氣管路2、測(cè)量杯8、機(jī) 械濾波器3、壓力傳感器4、電子濾波器5和記錄儀6，測(cè)量載氣通過(guò)輸氣管路7與 機(jī)械濾波器3的上端以及測(cè)量杯8連接，該機(jī)械濾波器3的下端輸氣管路與壓力傳 感器4連接，該壓力傳感器4的電輸出端用導(dǎo)線電子濾波器5連接，電子濾波器5 的電信號(hào)輸出再與記錄儀6連接。測(cè)量載氣供給裝置1含氣瓶、減壓閥、氣體過(guò)濾 器、限壓閥、氣體流量計(jì)等，為常規(guī)設(shè)備。測(cè)量載氣采用氮?dú)狻⒁?jiàn)圖2和圖3,所述的電子濾波器5包括用于濾除剩余的高、中頻波的低通 濾波放大器A、中間放大器C、交流成分放大器D和減法器B,低通濾波放大器A的 輸出端與中間放大器C和交流成分放大器D的輸入端連接，中間放大器C和交流成 分放大器D的輸出端分別與減法器B的兩個(gè)輸入端連接，減法器B的輸出端與所述 的記錄儀的輸入端連接。放大器A用來(lái)進(jìn)行低通濾波把高次波濾除，這時(shí)信號(hào)是 低頻的，然后通過(guò)放大器C進(jìn)行放大，再與交流成分放大器D放大的交流信號(hào)由 放大器B相減，就可以得到去掉交流成分的實(shí)際信號(hào)。所述的記錄儀6包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器MCU、 LCD顯示器、鍵盤和FLASH 存儲(chǔ)器，所述的電子濾波器5的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器MCU的輸入端連接，微處理器MCU的不同對(duì)應(yīng)端分別與LCD顯示器、鍵盤和閃存連接。還可在所述的微處理器MCU的一個(gè)輸出端連接有用于與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的 RS232接口。本實(shí)用新型的機(jī)械濾波器3由長(zhǎng)度為20-100 mm、內(nèi)徑為0. lram的金屬管(如 不銹鋼管)構(gòu)成，具有減小時(shí)滯的特性，這樣既可有效地減小一般江河及海洋波浪 對(duì)測(cè)量精度的影響，又較好地解決了測(cè)量的時(shí)滯。所述的電子濾波器5,在用于測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)等功能的記錄儀6 中，專門設(shè)置了根據(jù)波浪周期而特定的數(shù)據(jù)采集頻率，從而對(duì)諸多測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行有 效的處理，得出較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在一般情況下，同時(shí)采用機(jī)械濾波器3和電子濾波器5,比只采用機(jī)械濾波時(shí) 更有效地消除波浪對(duì)測(cè)量精度的影響。當(dāng)水位變化很快，并需要最大限度地控制時(shí) 滯影響時(shí)，可開(kāi)啟濾波閥2停止機(jī)械濾波器3的工作，只用電子濾波器5濾波。這 樣可基本上消除波浪對(duì)測(cè)量精度的影響并完全保證了數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性。本實(shí)用新型在工作時(shí)，經(jīng)過(guò)^/L械濾波器3后采集的水位壓力信號(hào)由傳感器4轉(zhuǎn) 換位模擬電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)電子濾波，AD轉(zhuǎn)換存入計(jì)算機(jī)，可以使用鍵盤在LCD 中顯示，也可以通過(guò)RS 2 32接口和上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
權(quán)利要求1、一種機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計(jì)，包括測(cè)量載氣供應(yīng)裝置、機(jī)械濾波器、壓力傳感器、輸氣管路、測(cè)量杯、電子濾波器和記錄儀，測(cè)量載氣供應(yīng)裝置的出口通過(guò)輸氣管路與機(jī)械濾波器的一端和測(cè)量杯連接，該機(jī)械濾波器的另一端與傳感器連接，其特征在于所述的壓力傳感器的電信號(hào)輸出端通過(guò)導(dǎo)線與一電子濾波器的輸入端連接，該電子濾波器的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與所述的記錄儀的輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計(jì)，其特征高、中頻波的低通濾波放大器(A)，以及中間放大器(C)、交流成分放大器(D)和 減法器(B)，低通濾波放大器(A)的輸出端與中間放大器(C)和交流成分方丈大器 (D)的輸入端連接，中間放大器(C)和交流成分放大器(D)的輸出端分別與減法器 (B)的兩個(gè)輸入端連接，減法器(B)的輸出端與所述的記錄儀的輸入端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計(jì)，其 特征在于所述的記錄儀包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、LCD顯示器、鍵盤和閃存， 所述的電子濾波器的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的輸入端連接，微處理器的 不同對(duì)應(yīng)端分別連接LCD顯示器、鍵盤和閃存連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式7jC位計(jì)，其特征 在于在所述的微處理器的一個(gè)輸出端連接有用于與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的RSU2 接口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械-電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計(jì)，其特征 在于所述的機(jī)械濾波器為一根20-100毫米長(zhǎng)、內(nèi)徑0. 1毫米的細(xì)金屬管。
專利摘要一種機(jī)械—電子聯(lián)合濾波的精密氣泡式水位計(jì)，包括測(cè)量載氣供應(yīng)裝置、機(jī)械濾波器、壓力傳感器、氣壓表、出氣閥、輸氣管路、測(cè)量杯、電子濾波器和記錄儀。所述的傳感器的電信號(hào)輸出端通過(guò)導(dǎo)線與一電子濾波器的輸入端連接，該電子濾波器的輸出端再通過(guò)導(dǎo)線與所述的記錄儀的輸入端連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是利用機(jī)械-電子聯(lián)合濾波，可有效地解決因水中波浪對(duì)水位或潮位測(cè)量精度的影響，由于機(jī)械濾波器的使用而大大縮短了原來(lái)因機(jī)械濾波過(guò)程所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)顯示滯后，電子濾波器的使用又將機(jī)械濾波器所帶來(lái)的余波影響消除掉。從而達(dá)到準(zhǔn)確、及時(shí)地測(cè)量水位或潮位。在特定的條件下還可以將機(jī)械濾波器短路，只用電子濾波器，可基本消除測(cè)量的時(shí)滯。
文檔編號(hào)G01F23/18GK201094064SQ200720178470
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者萬(wàn)德忠, 胡儉唐, 閆曉農(nóng) 申請(qǐng)人:哈爾濱萬(wàn)達(dá)華科技發(fā)展有限公司