智能無線液位變送器大壩水位監(jiān)測儀的設(shè)計
大壩水位監(jiān)測是大壩安全監(jiān)測的一項重要指標(biāo)，能夠給水庫調(diào)度提供直接參考。然而，當(dāng)前大壩水位監(jiān)測設(shè)備多存在安裝不便、可靠性差等缺點(diǎn)。而智能無線液位變送器大壩水位監(jiān)測儀，采用靜壓式液位變送器將水位轉(zhuǎn)換為電信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器和智能微控制器獲取水位測量值，zui后利用ZigBee無線通訊技術(shù)結(jié)合GPRS通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)大壩水庫水位的長期觀測和智能報警。
1 水位測量原理
靜壓式液位變送器原理示意圖如圖1所示，傳感器由電纜線和探頭兩部分組成，在探頭底部安裝有壓力傳感器s，壓力傳感器通過微機(jī)械加工技術(shù)設(shè)計出正壓腔和負(fù)壓腔兩個腔體，通過不銹鋼將水體的壓力傳導(dǎo)至傳感器的正壓腔。其壓強(qiáng)記作，設(shè)大氣壓為P0，水體的密度為P，重力加速度為g，則P1=P0+p ；通過電纜線中的空氣導(dǎo)管將大氣壓加至傳感器的負(fù)壓腔，抵消正壓腔的大氣壓力．因此傳感器的壓力輸出為只一P0 。傳感器在該壓力的作用下產(chǎn)生與壓力成正比的輸出電壓 ，從而完成從水位到電信號的轉(zhuǎn)換。通過對該電壓信號的測量，可以求得探頭底端至水面的高度危，而探頭至壩頂?shù)木嚯x 已知，進(jìn)而求得水位值。液位變送器采用北京賽億凌公司的STLPR08OATM3P2L10S0，水位測量范圍為0N100 1TI。其傳輸線長度可以定制，工作溫度為一40~80~C，具有精度高、長期穩(wěn)定性好、測量范圍寬和可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。單個檢測儀可同時測量8個觀測點(diǎn)的水位。水位傳感器輸出的信號為電流信號．經(jīng)信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為電壓信號然后通過放大器進(jìn)行放大和驅(qū)動；放大后的信號通過多路開關(guān)連接至高速AD轉(zhuǎn)換器。將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。zui后通過MCU讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并進(jìn)行顯示和遠(yuǎn)程無線傳送。水位監(jiān)測儀可同時進(jìn)行8通道的水位傳感器信號的測量，可實(shí)現(xiàn)多個觀測點(diǎn)的同步觀測，為主控室提供高關(guān)聯(lián)性的水位觀測數(shù)據(jù)。
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