專利名稱：污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
現(xiàn)有的污水監(jiān)測(cè)裝置，如重慶水文儀器環(huán)保儀器分廠生產(chǎn)的WML型微電腦明渠流量計(jì)等，大多不同程度地存在著下述缺點(diǎn)或不足采用單片機(jī)控制單探頭，集中管理不便；傳輸距離短，最大不超過(guò)50米，環(huán)保人員須工作于現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境較差，且不便于微機(jī)控制；數(shù)據(jù)只有單存貯方式，掉電時(shí)參數(shù)即流失，使用不便；測(cè)量范圍小、誤差大、精度低、分辨力低；故障時(shí)不易檢測(cè)出；只能顯示當(dāng)前流量。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其可進(jìn)行多點(diǎn)監(jiān)測(cè)和多種監(jiān)測(cè)、顯示，傳輸距離長(zhǎng)，測(cè)量范圍大、誤差小，具有故障自檢和掉電記錄功能。
本實(shí)用新型的目的可通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到一種污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，包括單片機(jī)4和存貯器3，其特殊之處在于，微機(jī)1和所述單片機(jī)4通過(guò)傳輸器2相連，所述單片機(jī)4的輸出經(jīng)振蕩整形7接發(fā)射頭8，接收頭6的輸出經(jīng)放大整形5接入單片機(jī)4，所述存貯器3分別與所述傳輸器2和單片機(jī)4相接；所述傳輸器2由相連接的微機(jī)端傳輸11和監(jiān)測(cè)端傳輸10構(gòu)成；所述單片機(jī)4由單片機(jī)IC4構(gòu)成，晶振C1接于單片機(jī)IC4的時(shí)鐘口；所述存貯器3包括串/并芯片IC1、IC2，其數(shù)據(jù)輸出端分別接讀寫存貯器IC3的地址端，所述讀寫存貯器IC3的數(shù)據(jù)輸出接于單片機(jī)IC4的P1口；所述振蕩整形7包括振蕩發(fā)生器IC7，電位器P2接于其頻率調(diào)節(jié)端，三極管N3的基極接于振蕩發(fā)生器IC7的輸出端；所述放大整形5包括兩級(jí)放大電路，其輸出端接三極管N2的基極。
本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)端傳輸10可包括振蕩器IC10，其經(jīng)電容C3接三極管N4的基極，三極管N4的基極接有由相并聯(lián)的電感I1、電容C4構(gòu)成的諧振回路，三極管N5的集電極分別接三極管N4的集電極和三極管N6的基極。
本實(shí)用新型微機(jī)端傳輸11的組成結(jié)構(gòu)可與監(jiān)測(cè)端傳輸10的組成結(jié)構(gòu)相同。
本實(shí)用新型微機(jī)端傳輸11的輸出端可設(shè)置抗干擾裝置，其包括光電耦合器O1，光電耦合器O1的輸入端接有三極管N7。
本實(shí)用新型放大整形5中的兩級(jí)放大電路可包括運(yùn)放IC5、IC6，運(yùn)放IC5的輸出接于運(yùn)放IC6的輸入端；運(yùn)放IC5的輸入端接有濾波電容C2和電位器P1。
附圖圖面說(shuō)明如下

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型微機(jī)端傳輸一實(shí)施例的電路原理圖。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型根據(jù)被測(cè)液體流量水槽形成一定的節(jié)流液體高度，在自由流狀態(tài)下，流過(guò)量水槽的液體Q與其上游水位H滿足關(guān)系式Q＝CHn，其中c、n是與水槽結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)的系數(shù)，因此將測(cè)流量轉(zhuǎn)化為測(cè)水位，具體使用氣介式超聲波液位傳感器，在微機(jī)控制下進(jìn)行超聲波發(fā)射和接收，通過(guò)測(cè)量發(fā)射波和回波的時(shí)間差，得到液位高度。參見圖1，微機(jī)1發(fā)出的指令經(jīng)傳輸器2接至單片機(jī)4，單片機(jī)4開始工作，發(fā)出指令使振蕩整形7產(chǎn)生一定頻率的振蕩信號(hào)，此時(shí)單片機(jī)4開始計(jì)數(shù)，該信號(hào)經(jīng)整形后變?yōu)殡娏餍盘?hào)，使發(fā)射頭8以超聲波形式發(fā)出，由接收頭6接收，該信號(hào)經(jīng)放大整形5放大、整形后，變?yōu)殡娖叫盘?hào)送入單片機(jī)4，單片機(jī)4內(nèi)計(jì)數(shù)器即停止計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)值送入微機(jī)1。存貯器3采用外部ROM芯片，其數(shù)據(jù)端和單片機(jī)4的數(shù)據(jù)端相接，也可通過(guò)傳輸器2和微機(jī)1的數(shù)據(jù)端相接。
參見圖2，本實(shí)用新型的傳輸器2由微機(jī)端傳輸11和監(jiān)測(cè)端傳輸10兩部分構(gòu)成。微機(jī)1通過(guò)微機(jī)端傳輸11將指令數(shù)據(jù)送入監(jiān)測(cè)端傳輸10，先經(jīng)監(jiān)測(cè)端傳輸10的二極管D1檢波、電容C6濾波后，送入比較放大器IC11進(jìn)行比較放大。電位器P3采用高精度電位器，用于調(diào)整放大器IC11的放大倍數(shù)。由IC11輸出的放大信號(hào)經(jīng)三極管N1進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后送入單片機(jī)4中單片機(jī)IC4的P3.0口，當(dāng)單片機(jī)IC4接收到由微機(jī)1發(fā)來(lái)的該指令信號(hào)后，即開始工作。單片機(jī)4中的晶振C1為一個(gè)16M的晶振，其用于對(duì)單片機(jī)IC4提供精確的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)IC4開始工作后，其內(nèi)部的計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，單片機(jī)IC4的P3.3口發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，使振蕩整形7中的振蕩發(fā)生器IC7開始工作，IC7的頻率大小可通過(guò)高精度的電位器P2調(diào)節(jié)。IC7產(chǎn)生的頻率信號(hào)經(jīng)三極管N3整形后由電壓信號(hào)變?yōu)殡娏餍盘?hào)，通過(guò)接于插口J2的發(fā)射頭8以超聲波的形式發(fā)射出去。發(fā)射頭8發(fā)出的超聲波遇到水面后返回，由與插口J1相接的超聲波接收頭6接收，接收頭6接收到的超聲波信號(hào)送入放大整形5中，先經(jīng)其電容C2濾波后送入運(yùn)放IC5、IC6構(gòu)成的兩級(jí)放大電路中進(jìn)行放大，放大倍數(shù)由電位器P1調(diào)節(jié)，放大后的信號(hào)經(jīng)三極管N2進(jìn)行波形轉(zhuǎn)換，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)，該信號(hào)送入單片機(jī)IC4的P3.2口后，單片機(jī)IC4中的計(jì)數(shù)器即停止計(jì)數(shù)，此時(shí)，將單片機(jī)IC4中計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值讀出后，由IC4的P3.1口送至監(jiān)測(cè)端傳輸10。監(jiān)測(cè)端傳輸10中的IC10為振蕩器，其產(chǎn)生的載波信號(hào)經(jīng)電容C3耦合后送至由三極管N4構(gòu)成的放大電路。電感I1、電容C4構(gòu)成諧振回路，起諧振作用。由單片機(jī)IC4的P3.1口輸出的信號(hào)經(jīng)三極管N5載波調(diào)制、三極管N6載波放大、電容C5濾波后，經(jīng)插口J3送至微機(jī)1中。存貯器3可由串/并芯片IC1、IC2及讀寫存貯器IC3構(gòu)成，其主要用于微機(jī)1的掉電保護(hù)，即微機(jī)1掉電時(shí)，本實(shí)用新型所采集的數(shù)據(jù)可存入讀寫存貯器IC3中。單片機(jī)IC4內(nèi)的數(shù)據(jù)可由其P3.0口輸出，送至串/并芯片IC1，IC1可將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)后存入存貯器IC3。串/并芯片IC1和單片機(jī)IC4通過(guò)接口D0～D7和接口P1.0～P1.7進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。微機(jī)1提供的30V直流電壓通過(guò)插口J3接至穩(wěn)壓塊IC8、IC9的輸入端，IC8、IC9構(gòu)成整流電源9，其分別為本實(shí)用新型的電路提供+12V和+5V電壓。參見圖3，微機(jī)端傳輸11的組成結(jié)構(gòu)可與監(jiān)測(cè)端傳輸10的組成結(jié)構(gòu)相同，為提高抗干擾性能，微機(jī)端傳輸11可增設(shè)抗干擾裝置12，抗干擾裝置12可由光電耦合器O1構(gòu)成，三極管N7將微機(jī)端傳輸11中經(jīng)比較放大后的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再經(jīng)光電耦合器O1光電隔離后，由微機(jī)并口J4送入微機(jī)1。本實(shí)用新型的集成塊IC1、IC2為串/并芯片，其可采用74LS164等74系列串/并芯片；集成塊IC3為讀寫存貯芯片，可采用6264，也可用同容量的兩片6232或四片6216等存貯芯片；單片機(jī)IC4可采用AT89C2051，也可采用51系列的其它8位單片機(jī)；運(yùn)放IC5、IC6可采用一片NE5532或其它NE系列的兩級(jí)放大芯片，振蕩發(fā)生器IC7可采用NE555；穩(wěn)壓塊IC8、IC9可分別采用LM7805CT、LM7812CT，也可采用穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的分集電路；振蕩器IC10可采用NE555；比較放大器IC11可采用LM339等LM系列的比較器。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)采用微機(jī)控制，可同時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)公里范圍內(nèi)若干個(gè)排污口污水的及時(shí)流量與累計(jì)流量，自動(dòng)化程度高，便于集中管理；采用長(zhǎng)線傳輸，范圍可達(dá)2公里，環(huán)保人員可遠(yuǎn)離監(jiān)測(cè)環(huán)境；監(jiān)測(cè)部分可24小時(shí)不間斷工作，而微機(jī)可間斷工作，從而可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用；能顯示有效監(jiān)測(cè)時(shí)間、無(wú)效監(jiān)測(cè)時(shí)間及各路測(cè)流量的圖表、曲線等；還能監(jiān)測(cè)PH值、溫度等環(huán)境參數(shù)，并通過(guò)微機(jī)自動(dòng)顯示、存貯、打印當(dāng)前或過(guò)去任一時(shí)刻的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、曲線等；數(shù)據(jù)存貯可采用外部存貯器和計(jì)算機(jī)硬盤或軟盤，具有掉電記錄功能，掉電時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失；具有故障自檢功能和部位提示功能；監(jiān)測(cè)范圍大，可為1～6000m3/h，適用于各種尺寸的渠道；測(cè)量精度高、誤差小。
權(quán)利要求1.一種污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，包括單片機(jī)(4)和存貯器(3)，其特征在于微機(jī)(1)和所述單片機(jī)(4)通過(guò)傳輸器(2)相連，所述單片機(jī)(4)的輸出經(jīng)振蕩整形(7)接發(fā)射頭(8)，接收頭(6)的輸出經(jīng)放大整形(5)接入單片機(jī)(4)，所述存貯器(3)分別與所述傳輸器(2)和單片機(jī)(4)相接；所述傳輸器(2)由相連接的微機(jī)端傳輸(11)和監(jiān)測(cè)端傳輸(10)構(gòu)成；所述單片機(jī)(4)由單片機(jī)IC4構(gòu)成，晶振C1接于單片機(jī)IC4的時(shí)鐘口；所述存貯器(3)包括串/并芯片IC1、IC2，其數(shù)據(jù)輸出端分別接讀寫存貯器IC3的地址端，所述讀寫存貯器IC3的數(shù)據(jù)輸出接于單片機(jī)IC4的P1口；所述振蕩整形(7)包括振蕩發(fā)生器IC7，電位器P2接于其頻率調(diào)節(jié)端，三極管N3的基極接于振蕩發(fā)生器IC7的輸出端；所述放大整形(5)包括兩級(jí)放大電路，其輸出端接三極管N2的基極。
2.如權(quán)利要求1所述的污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述監(jiān)測(cè)端傳輸(10)包括振蕩器IC10，其經(jīng)電容C3接三極管N4的基極，三極管N4的基極接有由相并聯(lián)的電感I1、電容C4構(gòu)成的諧振回路，三極管N5的集電極分別接三極管N4的集電極和三極管N6的基極。
3.如權(quán)利要求1或2所述的污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述微機(jī)端傳輸(11)的組成結(jié)構(gòu)與監(jiān)測(cè)端傳輸(10)的組成結(jié)構(gòu)相同。
4.如權(quán)利要求3所述的污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述微機(jī)端傳輸(11)的輸出端設(shè)有抗干擾裝置，其包括光電耦合器O1，光電耦合器O1的輸入端接有三極管N7。
5.如權(quán)利要求1所述的污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述放大整形(5)中的兩級(jí)放大電路包括運(yùn)放IC5、IC6，運(yùn)放IC5的輸出接于運(yùn)放IC6的輸入端；運(yùn)放IC5的輸入端接有濾波電容C2和電位器P1。
專利摘要一種污水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀,其是在微機(jī)控制下進(jìn)行超聲波發(fā)射和接收,通過(guò)測(cè)量發(fā)射波和回波的時(shí)間差得到液位高度。微機(jī)通過(guò)傳輸器與單片機(jī)相連,單片機(jī)的輸出信號(hào)經(jīng)振蕩整形接至發(fā)射頭,由發(fā)射頭發(fā)出超聲波信號(hào),接收頭將接收到的超聲波信號(hào)輸出,經(jīng)放大整形后送入單片機(jī),存貯器分別與單片機(jī)和微機(jī)相接。本實(shí)用新型可進(jìn)行多點(diǎn)、多種監(jiān)測(cè)及顯示,傳輸距離長(zhǎng),測(cè)量范圍大、誤差小,且具有故障自檢、掉電記錄等功能。
文檔編號(hào)G01F1/66GK2273409SQ9623606
公開日1998年1月28日 申請(qǐng)日期1996年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月18日
發(fā)明者虞淵, 黃明, 安英武, 樊越, 徐軍前, 郭振安, 胡俊文 申請(qǐng)人:陜西省環(huán)境保護(hù)公司