[發明專利]一種液位傳感器及其監測水位的方法

在審

• 申請號: 202010873324.1
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112097858A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 張風達;尹希文;張玉軍;李磊;樊振麗;宋業杰;趙秋陽;申晨輝;徐少輝;徐磊;張志巍
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司;中煤科工開采研究院有限公司
• 主分類號: G01F23/18
• 分類號: G01F23/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本發明涉及傳感器領域，提供一種液位傳感器及其監測水位的方法，包括：敏感芯片，敏感芯片用于監測水位；上位機，上位機與敏感芯片電性連接，用于通過敏感芯片以預設監測頻率監測水位；單片機，單片機同時與敏感芯片和上位機電性連接，用于獲取監測數據，并根據監測數據的平均值以及當前水位情況調整監測頻率，將新的監測頻率傳輸至上位機。本發明提供的液位傳感器，利用單片機和上位機來控制敏感芯片，根據監測數據的平均值以及當前水位情況調控敏感芯片的監測頻率，使得該液位傳感器能夠根據礦井含水層水位變化趨勢與程度自動調整液位傳感器的監測頻率，確保礦井水害獲取數據的及時性，給礦井水位智能監測預警帶來巨大的安全效益。

技術領域

本發明涉及傳感器領域，尤其涉及一種液位傳感器及其監測水位的方法。

背景技術

目前，如圖1所示，液位傳感器的工作方案是通過數據電纜線100將投入式液位傳感器從水位孔孔口傳送至含水層水位以下，用于監測水位孔中液體200的水位變化。借助液位傳感器300與液面之間存在水位差形成的水壓，傳遞至液位傳感器300的敏感芯片上，使其產生應變。利用水壓＝水位差×密度×重力加速度，實現水位孔中液位的監測。

煤礦投入式液位傳感器是煤礦含水層水位監測的重要裝置。投入式液位傳感器帶有微處理機，具有信息采集、處理、交換的能力。在礦井生產過程中，因開采破壞含水層下覆隔水層的完整性而導致含水體通過采動裂隙進入井下采掘空間，增加了礦井安全生產風險。投入式液位傳感器是監測含水層水位變化的重要設備，在含水層水位快速變化時，投入式液位傳感器能夠及時將信號分析處理后經監測分站傳輸至上位機，從而發出預警信號，為礦井水害監測、預防創造條件。

但在實際生產過程中，礦井投入式液位傳感器在礦井水位出現較大幅度變化時，仍以某一固定頻率進行監測，未能很好的與礦井水位變化相匹配，造成采集數據可靠性不確定、采集數據不及時等缺點，加劇了礦井安全生產的風險。

發明內容

本發明實施例提供一種液位傳感器，用以解決采集數據可靠性不確定、采集數據不及時的缺點，降低礦井安全生產的風險。

本發明實施例提供一種液位傳感器，包括：

敏感芯片，所述敏感芯片用于監測水位；

上位機，所述上位機與所述敏感芯片電性連接，用于通過所述敏感芯片以預設監測頻率監測水位；

單片機，所述單片機同時與所述敏感芯片和所述上位機電性連接，用于獲取監測數據，并根據監測數據的平均值以及當前水位情況調整監測頻率，將新的監測頻率傳輸至所述上位機。

根據本發明一個實施例的液位傳感器，所述液位傳感器還包括：自診斷模塊和敏感芯片開關；

所述上位機依次通過所述自診斷模塊和所述敏感芯片開關與所述敏感芯片電性連接。

根據本發明一個實施例的液位傳感器，所述自診斷模塊包括：自診斷單元、第一導線和第二導線；

所述自診斷單元與所述第一導線和所述第二導線電性連接，所述第一導線和所述第二導線均位于所述液位傳感器中，所述自診斷單元用于檢測所述第一導線和所述第二導線間的電阻，以在電阻小于預設電阻時，開啟所述敏感芯片開關。

根據本發明一個實施例的液位傳感器，所述液位傳感器還包括：外部開關；所述上位機通過所述外部開關與所述自診斷模塊電性連接。

根據本發明一個實施例的液位傳感器，所述液位傳感器還包括：放大電路；所述敏感芯片通過所述放大電路與所述單片機電性連接。

根據本發明一個實施例的液位傳感器，所述液位傳感器還包括：膜片、硅油和殼體；

所述敏感芯片安裝在所述殼體內，所述膜片對應所述敏感芯片的位置安裝，連接在所述殼體的頂部；所述硅油填充在所述殼體內，位于所述膜片和所述敏感芯片之間。