【摘要】：水位計(jì),也叫“液位計(jì)”或“液面計(jì)”,是用來測量液面高度變化的一種儀器,廣泛應(yīng)用于水利、石油、化工、電力、煤炭等領(lǐng)域。根據(jù)其工作原理的不同,可分為浮子式、壓力式、反射式和跟蹤式,不同的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用環(huán)境有著不同的需求。氣泡水位計(jì)屬于壓力式水位計(jì)的的一種,具有與液面非接觸、體積小巧、安裝簡單、維護(hù)方便、操作靈活、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、精度高等特點(diǎn),主要應(yīng)用于水文站水位觀測點(diǎn)不便建井或建井費(fèi)用昂貴的地區(qū)[1]。本課題旨在設(shè)計(jì)一種高精度、低功耗、非恒流、靜壓式氣泡水位計(jì),符合國家標(biāo)準(zhǔn)GBT 11828.2-2005(水位測量儀器-壓力式水位計(jì)),外加自動定位、精確授時功能。促進(jìn)此產(chǎn)品技術(shù)升級、降低成本。氣泡水位計(jì)由氣動器件、控制電路板和上位機(jī)三部分構(gòu)成。氣動器件負(fù)責(zé)測量過程的動作執(zhí)行,包括空氣過濾器、充氣泵、單向閥、氣罐、電磁閥、壓力傳感器、限流閥和各種氣動接頭�？刂齐娐钒遑�(fù)責(zé)控制氣動器件按照測量流程運(yùn)行并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,控制電路板硬件主要包括電源模塊、微控制器、壓力采集模塊、北斗模塊、電流環(huán)模塊、繼電器驅(qū)動模塊、開關(guān)量驅(qū)動模塊和數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換模塊,控制電路板軟件部分包括命令解析、運(yùn)行控制、數(shù)據(jù)采集、平衡檢測、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果回傳、動態(tài)校準(zhǔn)運(yùn)行參數(shù)。上位機(jī)通過串口與氣泡水位計(jì)通信,配置運(yùn)行參數(shù)和控制測量。本氣泡水位計(jì)實(shí)現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境變化自動校準(zhǔn)運(yùn)行參數(shù),各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)一級,靜態(tài)值守功耗低至同類型產(chǎn)品的四分之一,成本優(yōu)勢突出。
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH816
【圖文】：

從而減少功耗。完成技術(shù)升級，必須對以上三方面都加以改進(jìn)。逡逑氣泡水位計(jì)硬件由氣動器件、控制電路板及外殼構(gòu)成。經(jīng)過多次試驗(yàn)，對逡逑設(shè)計(jì)方案經(jīng)過數(shù)次優(yōu)化，最終確定為以下方案，氣路結(jié)構(gòu)如圖２．１所示。由數(shù)逡逑字式壓力傳感器、模擬壓力傳感器、二位三通閥、空氣過濾器、氣泵、單向閥、逡逑氣罐、泄氣閥、限流閥及氣動連接管和接頭構(gòu)成。電路連接圖如圖２．２所示，逡逑由控制電路板控制可控器件氣泵、模擬壓力傳感器、泄氣閥、二位三通電磁閥、逡逑數(shù)字式壓力傳感器按照測量流程采集數(shù)據(jù)。逡逑氣泵邐單向閥｜邋｜￣￣邐泄氣閥卜逡逑邐邋邐１邐邐Ｉ逡逑丨焌ＦＥ＋ｔ邐限流閥逡逑模擬壓力邐＿３逡逑：邐丨傳感器逡逑ｊ空氣過邐￣￣￣￣￣逡逑｜濾器邐Ｔ型三通逡逑Ｔ］邐一邋１Ｔ逡逑■邐二位三通數(shù)字式壓邐氣逡逑Ｉ＿＿｜閥邐ｐ力傳感器邐管逡逑圖２．１氣泡水位計(jì)氣路結(jié)構(gòu)圖逡逑

３．１氣泡水位計(jì)測量原理逡逑氣泡水位計(jì)測量的主要原理：密閉的氣體容器內(nèi)，各點(diǎn)靜態(tài)壓強(qiáng)相等。其逡逑工作不意圖如圖３．１所不。逡逑ｆｙ逡逑丨，、ｈ逡逑？邋Ｉ逡逑：邐ｖ逡逑圖３．１氣泡水位計(jì)測量原理逡逑壓縮空氣或氮?dú)饨?jīng)過過濾后通過單向閥流入測量氣管，擠壓氣管內(nèi)被測液逡逑體排出，當(dāng)液氣分界處正好在管口，氣體不流動或只冒氣泡｜１２１，那么該點(diǎn)處的逡逑壓強(qiáng)和通氣管內(nèi)任何點(diǎn)處壓強(qiáng)相等，通過測量通氣管在液面上任一點(diǎn)處的氣壓，逡逑根據(jù)公式（３．１）可計(jì)算出水位高度值。逡逑Ｐ逡逑ｈ邋＝邐邋（３－１）逡逑Ｐｇ逡逑８逡逑

圖３．３通用ＭＯＤＢＵＳ幀逡逑

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本文編號：2772260