[發明專利]一種基于數據融合技術的智能型水位監測儀

在審

• 申請號: 201710012784.3
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN108287007A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 徐永兵;李貴清;孫水英;田間;劉雙練;朱永峰;王玉梅;袁東;劉艋;李延開;張海波;趙大光
• 申請（專利權）人: 山東省水利勘測設計院
• 主分類號: G01F23/30
• 分類號: G01F23/30;G01F23/24;G01F23/14;G01F23/284;G01F23/296;G01F23/00;G01D21/02
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于數據融合技術的智能型水位監測儀，所述監測儀包括：觸摸屏單元用于手動校準和設定輸入輸出單元的高程、水位上下限、比例和校準參數以及進行報警提示；可編程控制器單元用于對輸入輸出單元傳輸的水位監測數據進行對比和分析；輸入輸出單元用于監測水位數據。本發明利用多個傳感單元同時感受被測量，其輸出則是經過數據融合算法得到的計算值，根據誤差理論，水位的測量精度將明顯提高；該裝置引入溫度補償機制，可減少溫度變化帶來的測量誤差；該裝置可智能識別故障的水位傳感器，能對此水位傳感器進行自動標定與校準，從而提高水位監測設備的平均故障間隔時間并減少運行維護工作量。

技術領域

本發明屬于水位監測技術領域，尤其涉及一種基于數據融合技術的智能型水位監測儀。

背景技術

當前水位測量儀器主要有浮子水位計、壓阻式水位計、雷達水位計、超聲波水位計、電子水尺等，由于水位測量儀器的現場工作環境較為惡劣，這些儀器中的光電器件的故障率很高進而使整個水位測量儀器無法工作，導致整個自動化控制系統失靈，甚至引發災難事故。

當前水位傳感器普遍存在著時漂、溫漂、精確度、抗干擾能力、穩定性等一系列問題，尤其在惡劣氣候條件下的電閃、雷擊，易造成水位傳感器的故障頻發，進而使整個水位測量儀器無法工作，導致整個輸水調度自動化控制系統失靈，甚至引發重大安全事故。

當前使用的各種不同原理的水位傳感器，長時間使用易受到大氣、溫度、光照、水質等外界條件變化的影響。這些原因導致水位傳感器測量誤差值較大且需要經常對設備進行校準與糾偏，增加了維護人員工作量和設備維護成本。

同時使用多套水位監測設備作為冗余備份的水位監測設置方式，因為各傳感器測量的數據相互獨立，無法相互支持、相互關聯，不能提高水位監測的精度；當主水位測量裝置故障，備用水位測量裝置投入使用時有可能帶來水位監測數據的跳躍性變化，致使輸水調度自動化控制系統產生誤動作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于數據融合技術的智能型水位監測儀，旨在解決當前水位測量儀器中光電器件的故障率很高進而使整個水位測量儀器無法工作，導致整個自動化控制系統失靈；水位測量儀器中的水位傳感器在惡劣氣候條件下的電閃、雷擊，易造成水位傳感器的故障頻發，進而使整個水位測量儀器無法工作，導致整個輸水調度自動化控制系統失靈，甚至引發重大安全事故；導致水位傳感器測量誤差值較大且需要經常對設備進行校準與糾偏，增加了維護人員工作量和設備維護成本；各傳感器測量的數據相互獨立，無法相互支持、相互關聯，不能提高水位監測的精度的問題。

本發明是這樣實現的，一種基于數據融合技術的智能型水位監測儀，所述基于數據融合技術的智能型水位監測儀包括：

觸摸屏單元，安裝在設備箱體上，與可編程控制器單元連接，用于手動校準和設定輸入輸出單元的高程、水位上下限、比例和校準參數以及進行報警提示；

可編程控制器單元，安裝在設備箱體上，與輸入輸出單元連接，用于對輸入輸出單元傳輸的水位監測數據進行對比和分析，并對輸入輸出單元傳輸控制指令；

輸入輸出單元，安裝在設備箱體上，與可編程控制器單元連接，用于監測水位數據，并將監測的數據傳輸給可編程控制器單元。

進一步，所述觸摸屏單元包括：

主畫面，用于顯示傳感器的狀態及傳感器參數信息；

參數設定界面，用于設定水位高程、水位上限、比例、校準值；高程為閘站的當前高程，水位上限為閘站正常運行情況下的最高報警水位，比例為輸入輸出單元的各傳感器在程序中對應的數字量和水位的關系，校準值為經過運算后得到的水位值與實際值的誤差值；

報警提示界面，用于輸入輸出單元的各傳感器傳輸的數據都無效的時候，進行故障報警提示。

進一步，可編程控制器單元包括可編程控制器，所述可編程控制器包括：