本實用新型涉及水位測量領(lǐng)域，具體而言，涉及一種絕對式水位計。

背景技術(shù)：

水位計是自動測定并記錄河流、湖泊和灌渠等水體的水位的儀器。按傳感器原理分絕對式、跟蹤式、壓力式和反射式等，其中，浮子水位計由于在水位變差大、浪涌嚴(yán)重等環(huán)境下，具有良好的測量精度和工作穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于水文站、水庫站、閘壩站、遙測站、水電站。目前市面上的浮子水位計大多采用增量式編碼器，由于增量式編碼器不具備斷電記憶功能，一旦斷電，需要工作人員到現(xiàn)場重新校對水位，無形的增加了現(xiàn)場人員的工作量。另外數(shù)據(jù)通訊通道單一也是普遍存在的問題，絕大多數(shù)水位計采用單個通道數(shù)據(jù)發(fā)送方式，一旦通訊線路出現(xiàn)故障，遠(yuǎn)程控制則因水位數(shù)據(jù)更新不及時而做出錯誤判斷，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成生產(chǎn)安全事故，影響下游地區(qū)生產(chǎn)、生活安全。數(shù)據(jù)接口采用傳統(tǒng)通訊協(xié)議也是一個不可忽視的問題，現(xiàn)有的水位計采用的通訊接口一般為RS232、RS485、模擬量、音頻等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，這些接口均屬于早期產(chǎn)品，傳輸距離近、通訊速度慢、線路需要重復(fù)鋪設(shè)、無法快速組建網(wǎng)絡(luò)。綜上所述，目前的市場上的水位計產(chǎn)品，已無法滿足新形勢下的自動化測量要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種絕對式水位計，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個問題。

為達(dá)到上述目的，本實用新型提供了一種絕對式水位計，包括：控制器、編碼器、防滑輪、調(diào)平支架、重錘、加熱浮子和測繩，其中：

所述控制器設(shè)置在防水鋁殼內(nèi)部，所述控制器與所述編碼器相連接，所述編碼器設(shè)置在所述調(diào)平支架上，所述防滑輪固定在所述編碼器的旋轉(zhuǎn)軸上，所述測繩掛設(shè)在所述防滑輪內(nèi)部的防滑槽內(nèi)，所述重錘與所述加熱浮子分別連接在所述測繩兩端。

進(jìn)一步地，所述控制器包括處理器、通信接口、編碼器接口、電源模塊以及顯示屏和鍵盤，其中，所述通信接口與所述處理器相連接，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收端；所述編碼器接口連接在所述處理器與編碼器之間；所述電源模塊與所述處理器相連接，用于為控制器提供穩(wěn)定的電源；所述顯示屏和鍵盤與所述處理器相連接。

進(jìn)一步地，所述通信接口包括以太網(wǎng)接口和/或RS-485接口。

進(jìn)一步地，所述調(diào)平支架包括支架、調(diào)平螺絲和固定螺絲，所述調(diào)平螺絲設(shè)置在所述支架的底面，通過調(diào)節(jié)所述調(diào)平螺絲在所述支架底面的伸縮長度使所述支架底面處于水平狀態(tài)并固定所述支架，所述固定螺絲穿過所述調(diào)平螺絲頂部中心的孔洞將所述支架固定在安裝平面上。

進(jìn)一步地，所述加熱浮子包括組合片、伴熱帶安裝支架、固定螺絲、伴熱帶以及加熱電纜，所述伴熱帶安裝支架為內(nèi)部部分挖空的圓形結(jié)構(gòu)，所述圓形結(jié)構(gòu)保留有通過圓形的十字架，所述組合片設(shè)置在所述圓形結(jié)構(gòu)上并通過固定螺絲固定，所述組合片及所述圓形結(jié)構(gòu)的底面上設(shè)置有伴熱帶擺放槽，所述伴熱帶設(shè)置在所述伴熱帶擺放槽內(nèi)并纏繞在所述組合片及所述圓形結(jié)構(gòu)底面，所述加熱電纜與所述伴熱帶相連接。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型一個實施例的絕對式水位計示意圖；

圖2為本實用新型一個實施例的控制器模塊示意圖；

圖3為本實用新型一個實施例的調(diào)平支架底面俯視圖；

圖4為本實用新型一個實施例的調(diào)平支架底面?zhèn)纫晥D；

圖5為本實用新型一個實施例的加熱浮子整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型一個實施例的加熱浮子側(cè)面剖面圖；

圖7為本實用新型一個實施例的伴熱帶保護(hù)支架俯視圖；

圖8為本實用新型一個實施例的用于絕對式水位計的防滑輪結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

圖1為本實用新型一個實施例的絕對式水位計示意圖；圖中，101為調(diào)平支架，102為防滑測繩，103為重錘，104為加熱浮子，105為加熱電纜，106為安裝井口，107為防滑輪；絕對式水位計為用于水位的實時測量、顯示以及傳輸?shù)淖詣踊瘍x器，包括控制器、編碼器、防滑輪、調(diào)平支架、重錘、加熱浮子、測繩和防水鋁殼。其中控制器安裝在防水鋁盒盒體內(nèi)部；編碼器安裝在調(diào)平支架上；防滑輪固定在編碼器的旋轉(zhuǎn)軸上；重錘與加熱浮子連接在測繩兩端；測繩掛在防滑輪內(nèi)部的防滑槽內(nèi)。

以下分別對絕對式水位計的各組成部分進(jìn)行詳細(xì)說明。

(1)控制器

控制器完成絕對式水位計數(shù)據(jù)的讀取、處理和發(fā)送功能，是絕對式水位計的核心組成。圖2為本實用新型一個實施例的控制器模塊示意圖；如圖所示，控制器包含CPU201、編碼器接口206、電源模塊205、顯示&鍵盤模塊203、以太網(wǎng)接口202、RS485接口204。圖2中編碼器接口用于讀取編碼器的數(shù)據(jù)。CPU選用意法半導(dǎo)體公司的STM32F107作為處理器。顯示&鍵盤模塊用于查看數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)，鍵盤配合顯示屏可以修改控制器的相應(yīng)參數(shù)。電源模塊為采集控制器提供電源。以太網(wǎng)接口使絕對式水位計具有網(wǎng)絡(luò)通訊能力，支持TCP和UDP協(xié)議。RS485接口用于RS485總線通訊。

(2)防滑輪與測繩

圖8為本實用新型一個實施例的用于絕對式水位計的防滑輪結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在絕對式水位計的測量繩1上等間隔的設(shè)有繩結(jié)2，在盤繩槽輪3的繩槽4內(nèi)設(shè)有第一嚙合輪5和第二嚙合輪6，測量繩1位于盤繩槽輪3的上半圓周繩槽4內(nèi)的繩結(jié)2夾在第一嚙合輪5和第二嚙合輪6之間。盤繩槽輪3在轉(zhuǎn)動過程中，測量繩1上的繩結(jié)2會很容易的經(jīng)嚙合輪的外圓周而滑人第一嚙合輪5和第二嚙合輪6之間，所以測量繩1與盤繩槽輪3之間不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；在測量繩1受外力或經(jīng)長期使用而發(fā)生彈性變形時，繩結(jié)2還是會準(zhǔn)確的夾在兩個嚙合輪之間。它不會影響水位計的正常工作，而且杜絕了測量繩1與盤繩槽輪3因打滑而產(chǎn)生的測量誤差。盤繩槽輪的繩槽內(nèi)表面設(shè)置有不同規(guī)格的尖刺或突起，用以。

進(jìn)一步地，盤繩槽輪由前側(cè)輪、后側(cè)輪、芯輪組成；芯輪夾在前側(cè)輪和后側(cè)輪之間，并由螺釘將它們連接在一起。

進(jìn)一步地，盤繩槽輪的繩槽的寬度C分別與嚙合輪的前輪與后輪之間的間隙D相等，且大于測量繩的寬度E，并小于繩結(jié)的寬度F。

(3)調(diào)平支架

調(diào)平支架作用是保證在設(shè)備使用時測繩垂直于水面，保證測量精度。圖3為本實用新型一個實施例的調(diào)平支架底面俯視圖，圖中301為支架，302為調(diào)平螺絲，303為編碼器安裝位置；圖4為本實用新型一個實施例的調(diào)平支架底面?zhèn)纫晥D；調(diào)平支架包括支架、調(diào)平螺絲、固定螺絲。

調(diào)平螺絲的作用是調(diào)節(jié)螺絲在底面的伸縮長度使調(diào)平支架底面處于水平狀態(tài)并固定支架。調(diào)平螺絲使用M8不銹鋼六角螺絲，在頂部中心處垂直打通一個直徑是4mm的洞，使固定螺絲可以穿過調(diào)平螺絲，將支架固定在安裝平面上。調(diào)平螺絲使用M4不銹鋼自攻螺絲。

(4)加熱浮子

圖5為本實用新型一個實施例的加熱浮子整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型一個實施例的加熱浮子側(cè)面剖面圖；圖7為本實用新型一個實施例的伴熱帶保護(hù)支架俯視圖，圖中，601為固定螺絲，602為組合片，603為伴熱帶擺放槽，604為伴熱帶安裝支架，伴熱帶保護(hù)支架。加熱浮子的作用是在冬季水面結(jié)冰時，使浮子周圍的水不結(jié)冰，保證浮子可以跟隨水位的變化而上下移動。如圖所示，加熱浮子由組合片、伴熱帶安裝支架、特制固定螺絲、伴熱帶以及加熱電纜組成。

以下結(jié)合圖1-圖7詳細(xì)說明本實用新型的工作原理及優(yōu)點：

絕對式水位計是針對水位遙測站、水庫及水電站上、下游水位監(jiān)測而設(shè)計開發(fā)的新型產(chǎn)品，實現(xiàn)水位的實時測量、數(shù)據(jù)現(xiàn)場顯示、所測得的水位數(shù)據(jù)以數(shù)字量水位數(shù)據(jù)形式發(fā)送，發(fā)送方式采用雙通道方式(以太網(wǎng)和RS485) 發(fā)送，兩路通道互為備用。測量原理為“浮子”+“配重”方式?！案∽印?“配重”為傳統(tǒng)的水位測量原理，絕對式水位計不僅采用了這種傳統(tǒng)的測量方式，還選用了目前最先進(jìn)的絕對式編碼器以及防滑、防跳動設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)方式與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的完美結(jié)合。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，水位數(shù)據(jù)數(shù)字量雙通道輸出，便于組網(wǎng)和與其它外設(shè)相連接。由于安裝地點的條件限制(野外、高寒)，所有元器件的均采用工業(yè)級溫度標(biāo)準(zhǔn)(-40℃～85℃)，盒體防水等級IP65以上，更適合野外長期工作。

絕對式水位計控制器的CPU選用意法半導(dǎo)體公司的STM32F107作為處理器。STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARM Cortex-M3內(nèi)核。STM32F107屬于互聯(lián)型CPU，所以絕對式水位計擁有一個RS485總線接口和一個以太網(wǎng)接口?？刂破髯畲蟮膬?yōu)點是雙通道數(shù)據(jù)發(fā)送，即以太網(wǎng)和RS485通道同時發(fā)送數(shù)據(jù)，并互為備用，保證數(shù)據(jù)接收端接收數(shù)據(jù)的可靠性。以太網(wǎng)接口更為拓展和組網(wǎng)應(yīng)用提供了便利，若現(xiàn)場已鋪設(shè)以太網(wǎng)，只需將絕對式水位計接入網(wǎng)絡(luò)即可，在沒有以太網(wǎng)的地點，可以就近連接已有的以太網(wǎng)，減少了鋪設(shè)通訊線路的工作量，極大的方便日后增減設(shè)備。

絕對式水位計的使用非常簡便?？刂破鲙в幸粋€漢字液晶屏和一個六鍵鍵盤。用戶可以通過液晶屏和鍵盤輕松的對絕對式水位計的工作參數(shù)、測量參數(shù)和實時數(shù)據(jù)查看和修改。

編碼器選用德國MEYLE公司生產(chǎn)的絕對式多圈旋轉(zhuǎn)角度編碼器，型號為BAMS58，總?cè)?shù)212(4096)，單圈精度360°/212(12位)。絕對式多圈旋轉(zhuǎn)角度編碼器，因其每一個位置絕對唯一、抗干擾能力強(qiáng)、無需掉電記憶，有效地解決了增量式編碼器斷電后，數(shù)據(jù)丟失的問題，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性大大提高。

調(diào)平支架的原理是根據(jù)不共線的3點確定一個平面，而且是唯一的一個平面。由圖3可見，在調(diào)平支架的底面設(shè)置了3個調(diào)平螺絲，當(dāng)該平面不處于水平狀態(tài)時，調(diào)節(jié)3點的螺絲伸出底面的長度即可調(diào)平。這種設(shè)計的好處是簡單，現(xiàn)場易操作，易實現(xiàn)，可固定。

加熱浮子的工作原理是利用伴熱帶的通電發(fā)熱的特性，在浮子底部纏繞一層伴熱帶，使用時接通電源即可。伴熱帶相較于其他加熱材料的好處是具有良好的防水性、可以自動限制加熱的溫度、可以任意裁剪長度、快速啟動、溫度均勻、安裝簡便、維護(hù)簡單、長時間運行、運行及維護(hù)費用低、安全可靠、不污染環(huán)境、使用壽命長等特點。加熱浮子的主體材料采用高密度聚乙烯材料，該材料具有阻燃性、高強(qiáng)度、耐腐蝕、硬度和強(qiáng)度較高，適合長期在水中漂浮使用。同時，加熱浮子自重較重也解決了由水面波動造成的測量值頻繁變化的問題。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本實用新型所必須的。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個子模塊。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型實施例技術(shù)方案的精神和范圍。