智能無(wú)線液位變送器大壩水位監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)

大壩水位監(jiān)測(cè)是大壩安全監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，能夠給水庫(kù)調(diào)度提供直接參考。然而，當(dāng)前大壩水位監(jiān)測(cè)設(shè)備多存在安裝不便、可靠性差等缺點(diǎn)。而智能無(wú)線液位變送器大壩水位監(jiān)測(cè)儀，采用靜壓式液位變送器將水位轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器和智能微控制器獲取水位測(cè)量值，zui后利用ZigBee無(wú)線通訊技術(shù)結(jié)合GPRS通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)大壩水庫(kù)水位的長(zhǎng)期觀測(cè)和智能報(bào)警。

1 水位測(cè)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(guò)微機(jī)械加工技術(shù)設(shè)計(jì)出正壓腔和負(fù)壓腔兩個(gè)腔體，通過(guò)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(guò)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(hào)的轉(zhuǎn)換。通過(guò)對(duì)該電壓信號(hào)的測(cè)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(cè)量范圍為0N100 1TI。其傳輸線長(zhǎng)度可以定制，工作溫度為一40~80~C，具有精度高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、測(cè)量范圍寬和可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。單個(gè)檢測(cè)儀可同時(shí)測(cè)量8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的水位。水位傳感器輸出的信號(hào)為電流信號(hào)．經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)然后通過(guò)放大器進(jìn)行放大和驅(qū)動(dòng)；放大后的信號(hào)通過(guò)多路開(kāi)關(guān)連接至高速AD轉(zhuǎn)換器。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。zui后通過(guò)MCU讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果并進(jìn)行顯示和遠(yuǎn)程無(wú)線傳送。水位監(jiān)測(cè)儀可同時(shí)進(jìn)行8通道的水位傳感器信號(hào)的測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的同步觀測(cè)，為主控室提供高關(guān)聯(lián)性的水位觀測(cè)數(shù)據(jù)。