[實(shí)用新型]在線地?zé)崴顒?dòng)態(tài)液位-溫度測量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020637313.5
• 申請(qǐng)日: 2010-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN201867224U
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林黎;韓金樹;孫寶成;王幼軍;程萬慶;趙蘇民;李俊;曾梅香;田光輝;于建水;孫世文;張?jiān)戮?/a>;王坤;王光輝;郭澎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G01F23/24
• 分類號(hào): G01F23/24;G01K7/18
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王融生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)，特別涉及一種在線地?zé)崴顒?dòng)態(tài)液位-溫度測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地?zé)崴诰€深動(dòng)態(tài)液位-溫度測量的意義在于保護(hù)潛水電泵的正常工作，避免潛水電泵因?yàn)榭粘槎鴵p害，更重要的是長期監(jiān)測地?zé)崴囊何粩?shù)據(jù)，為回灌的平衡提供可靠數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在測水井的液位儀一般采用人工或伺服電機(jī)下線法，不能達(dá)到在線測量的目的，采用依據(jù)硅壓力傳感器的原理的液位測量因其長距離大氣導(dǎo)管的彎曲，使得測量長距離200-300米的寬動(dòng)態(tài)80米的液位變化不能實(shí)現(xiàn)，即使實(shí)現(xiàn)，傳感導(dǎo)線因其導(dǎo)氣管的直徑要求，傳感導(dǎo)線直徑很大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種在線地?zé)崴顒?dòng)態(tài)液位-溫度測量系統(tǒng)。本實(shí)用新型屬于分布式傳感器，具體地說涉及一種在線地?zé)崴顒?dòng)態(tài)液位-溫度測量系統(tǒng)，可廣泛推行應(yīng)用，達(dá)到國土地?zé)崴Y源的全面普查和在線監(jiān)測的需求。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種在線地?zé)崴顒?dòng)態(tài)液位-溫度測量裝置，其特征在于：設(shè)置在地?zé)崴畠?nèi)溫度傳感器(1-5)連接為單片機(jī)(1-6)；設(shè)置在地?zé)崴畠?nèi)的鉑鎳鉻鐵合金絲(1-1)一端連接恒流源(1-2)，鉑鎳鉻鐵合金絲(1-1)另一端連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器(1-4)；恒流源連接恒流源開關(guān)時(shí)間控制器(1-3)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(1-4)和恒流源開關(guān)時(shí)間控制器連接單片機(jī)(1-6)。其基本原理是基于功率在(1-1)鉑鎳鉻鐵合金絲上的耗散，(1-1)溫度的變化依賴于周圍材料的熱阻的大小，由于空氣和其它氣體相對(duì)于水和油來說是熱的不良導(dǎo)體，利用這一點(diǎn)有可能測量(1-1)浸入液體媒介的深度。其原理如圖2所示。

在測量周期中，一固定的驅(qū)動(dòng)電流I施加到(1-1)上，在測量的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻(1-1)兩端的電壓被采樣，得到電壓差ΔV₀由于空氣的熱阻R_THA大于水或油的熱阻R_THO，由它們引起的溫度變化分別為ΔT₁和ΔT₂，相應(yīng)的(1-1)電阻也會(huì)隨著改變?yōu)棣1和ΔR2差值，在每單位長度上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化ΔV₁和ΔV₂。電壓差ΔV由下式給出：

ΔV＝L_AΔV₁/L+(L-L_A)ΔV₂/L

由于ΔV₁＞ΔV₂，R_THA＞R_THO，ΔV會(huì)隨著(1-1)在空氣中長度的增加而增大。為獲得最佳效果，(1-1)需要具有高的溫度系數(shù)和低的熱阻時(shí)間常數(shù)。

本實(shí)用新型效果是：

鉑鎳鉻鐵合金絲具有正溫度系數(shù)和高的熱響應(yīng)速度，將其置于空氣和液體中，通過恒流源開關(guān)時(shí)間控制器的控制下恒流源給鉑鎳鉻鐵合金絲通一恒流，由于空氣的熱阻遠(yuǎn)大于液體的熱阻，使得鉑鎳鉻鐵合金絲上、下兩部分的溫度變化、電阻變化、電壓變化量均不相同，由此通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器、單片機(jī)測出液位變化量，經(jīng)過標(biāo)定和最小二乘回歸，可以測出實(shí)際液位量，同時(shí)也測出液體的溫度量。

附圖說明

圖1是在線地?zé)崴顒?dòng)態(tài)液位-溫度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

1-1為鉑鎳鉻鐵合金絲；1-2為恒流源；1-3為恒流源開關(guān)時(shí)間控制器；1-4為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，分辨率為100微伏；1-5為溫度傳感器；1-6為單片機(jī)。

圖2為測量原理圖

具體實(shí)施方式

這個(gè)實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。

一種在線地?zé)崴顒?dòng)態(tài)液位-溫度測量系統(tǒng)，設(shè)置在地?zé)崴畠?nèi)溫度傳感器1-5連接為單片機(jī)1-6；設(shè)置在地?zé)崴畠?nèi)的鉑鎳鉻鐵合金絲1-1一端連接恒流源1-2，鉑鎳鉻鐵合金絲1-1另一端連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器1-4；恒流源連接恒流源開關(guān)時(shí)間控制器1-3，數(shù)模轉(zhuǎn)換器1-4和恒流源開關(guān)時(shí)間控制器連接單片機(jī)1-6。

鉑鎳鉻鐵合金絲具有正溫度系數(shù)和高的熱響應(yīng)速度，將其置于空氣和液體中，通過恒流源開關(guān)時(shí)間控制器的控制下恒流源給鉑鎳鉻鐵合金絲通一恒流，由于空氣的熱阻遠(yuǎn)大于液體的熱阻，使得鉑鎳鉻鐵合金絲上、下兩部分的溫度變化、電阻變化、電壓變化量均不相同，由此通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器、單片機(jī)測出液位變化量，經(jīng)過標(biāo)定和最小二乘回歸，可以測出實(shí)際液位量，同時(shí)也測出液體的溫度量。

下面的應(yīng)用例子進(jìn)一步說明在線地?zé)崴顒?dòng)態(tài)液位-溫度測量系統(tǒng)的應(yīng)用，所舉的例子不影響本實(shí)用新型專利的進(jìn)一步保護(hù)。

鉑鎳鉻鐵合金絲具有正溫度系數(shù)和高的熱響應(yīng)速度，將其置于空氣和液體中，通過恒流源開關(guān)時(shí)間控制器的控制下恒流源給鉑鎳鉻鐵合金絲通一恒流，由于空氣的熱阻遠(yuǎn)大于液體的熱阻，使得鉑鎳鉻鐵合金絲上、下兩部分的溫度變化、電阻變化、電壓變化量均不相同，由此通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器、單片機(jī)測出液位變化量，經(jīng)過標(biāo)定和最小二乘回歸，可以測出實(shí)際液位量，同時(shí)也測出液體的溫度量。