[實用新型]機械－電子聯合濾波的精密氣泡式水位計

無效

• 申請號: 200720178470.2
• 申請日: 2007-10-22
• 公開（公告）號: CN201094064Y
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 胡儉唐;閆曉農;萬德忠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱萬達華科技發展有限公司
• 主分類號: G01F23/14
• 分類號: G01F23/14;G01F23/18
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨;滑春生

技術領域

本實用新型涉及一種氣泡式水位計，特別涉及一種機械-電子聯合濾波的精密氣泡式水位計，用于準確并及時地測量江河湖海的水位或潮位。

背景技術

現有氣泡式水位、潮位計在測量中由于波浪的影響而導致的精度不足，單獨使用機械濾波雖可消除波浪對測量精度的影響，但會有長達3分鐘左右的時滯現象，從而會影響數據采集的實時性。

發明內容

本實用新型的目的就是提供一種機械-電子聯合濾波的精密氣泡式水位計，以解決現有技術存在的波浪對水位測量精度的影響及數據采集的實時性。

本實用新型的技術方案是：包括測量載氣的供應裝置、輸氣管路、測量杯、機械濾波器、壓力傳感器、電子濾波器和記錄儀。測量載氣供應裝置通過輸氣管路與所述的機械濾波器的一端和測量杯連接，該機械濾波器的另一端與壓力傳感器連接，其特征在于：經過所述的機械濾波器濾波的壓力信號傳入壓力傳感器后，該壓力傳感器的輸出電信號首先通過導線與電子濾波器連接，電子濾波器的輸出信號再通過導線與記錄儀的輸入端連接，電子濾波器可以給出波動水面的精確實際水位。

所述的電子濾波器包括用于濾除高、中頻波的低通濾波器A、中間放大器C、交流成分放大器D和減法器B，低通濾波放大器A的輸出端與中間放大器C和交流成分放大器D的輸入端連接，中間放大器C和交流成分放大器D的輸出端分別與減法器B的兩個輸入端連接，減法器B的輸出端與所述的記錄儀的輸入端連接。

所述的記錄儀包括A/D轉換器、微處理器、LCD顯示器、鍵盤和閃存，所述的電子濾波器的輸出端通過A/D轉換器與微處理器的輸入端連接，微處理器的不同對應端分別LCD顯示器、鍵盤和閃存連接。

在所述的微處理器的一個輸出端連接有用于與上位機進行數據交換的RS232接口。

所述的機械濾波器為一根20-100毫米長、內徑0.1毫米的細金屬管。

本實用新型的優點是：利用機械-電子聯合濾波，可有效地解決因水中波浪對水位或潮位測量精度的影響，本實用新型的機械濾波器大大縮短了原來因機械濾波過程所導致的數據顯示滯后(可使時滯從3分鐘左右減少到10秒左右)，電子濾波器的使用又將機械濾波器所帶來的余波影響消除掉。從而達到準確、及時地測量波動水面的水位或潮位。在特定的條件下還可以將機械濾波器短路掉，而只用電子濾波器，會幾乎完全消除測量的時滯。

附圖說明

圖1是本實用新型總體結構示意圖；

圖2是本實用新型的記錄儀與電子濾波器的電路框圖；

圖3是本實用新型的電子濾波器一個實施例的電路原理圖。

具體實施方式

參見圖1，本實用新型包括：測量載氣供應裝置1、輸氣管路2、測量杯8、機械濾波器3、壓力傳感器4、電子濾波器5和記錄儀6，測量載氣通過輸氣管路7與機械濾波器3的上端以及測量杯8連接，該機械濾波器3的下端輸氣管路與壓力傳感器4連接，該壓力傳感器4的電輸出端用導線電子濾波器5連接，電子濾波器5的電信號輸出再與記錄儀6連接。測量載氣供給裝置1含氣瓶、減壓閥、氣體過濾器、限壓閥、氣體流量計等，為常規設備。測量載氣采用氮氣。

參見圖2和圖3，所述的電子濾波器5包括用于濾除剩余的高、中頻波的低通濾波放大器A、中間放大器C、交流成分放大器D和減法器B，低通濾波放大器A的輸出端與中間放大器C和交流成分放大器D的輸入端連接，中間放大器C和交流成分放大器D的輸出端分別與減法器B的兩個輸入端連接，減法器B的輸出端與所述的記錄儀的輸入端連接。放大器A用來進行低通濾波把高次波濾除，這時信號是低頻的，然后通過放大器C進行放大，再與交流成分放大器D放大的交流信號由放大器B相減，就可以得到去掉交流成分的實際信號。

所述的記錄儀6包括A/D轉換器、微處理器MCU、LCD顯示器、鍵盤和FLASH存儲器，所述的電子濾波器5的輸出端通過A/D轉換器與微處理器MCU的輸入端連接，微處理器MCU的不同對應端分別與LCD顯示器、鍵盤和閃存連接。

還可在所述的微處理器MCU的一個輸出端連接有用于與上位機進行數據交換的RS232接口。

本實用新型的機械濾波器3由長度為20-100mm、內徑為0.1mm的金屬管(如不銹鋼管)構成，具有減小時滯的特性，這樣既可有效地減小一般江河及海洋波浪對測量精度的影響，又較好地解決了測量的時滯。

所述的電子濾波器5，在用于測量數據的采集、處理、存儲等功能的記錄儀6中，專門設置了根據波浪周期而特定的數據采集頻率，從而對諸多測量數據進行有效的處理，得出較準確的數據。