激光水位传感器的制造方法
【专利摘要】一种激光水位传感器，属于水位计量装置，它包括一个垂直于水面放置的圆柱形外壳，圆柱形外壳顶部置有激光发射、接受窗口，与其相连的是控制电路板，中心轴向位置处为控制激光发射方向的导轨，与该导轨相垂直的浮子激光反射体置于水面位置处，该激光反射体表面敷有激光反射涂层。激光水位传感器的优点是：测量距离范围0-60米；全程精度误差1毫米；激光头连续使用寿命超过5万个小时；具备标准的RS232、RS485的通讯串口；简洁实用的通讯软件保证了现场工作的准确方便；整机等待功耗小于1毫安；适合温度梯度较大的环境；响应时间短，正常响应时间300毫秒。
【专利说明】激光水位传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水位计量装置，特别涉及一种依靠激光应感而知水位变化的激光水位传感器。
【背景技术】
[0002]在灌区量水技术研究方面，国际上研发了多种精度较高，高临界淹没比的新型量水设备和自动化、集成化量水仪表。但从总体上看，国外的量水仪表结构较为复杂、成本较高、保护困难，因此，目前在国内推广应用很少。国内学者也结合我国国情对量水技术进行大量研究，先后研制了几十种渠道量水堰槽、配水器及自动化测流设备，但由于我国灌区差异很大，需要量水点多面广，而灌区经济条件较差及许多灌区泥沙含量大等原因，现有的量水技术还远不能满足灌区量水的需要。如现有特设量水建筑物高淹没度下精度较差，不适宜在大型平原灌区大多较缓的渠系应用；研究的各种新型量水槽标准化程度不高，实际应用困难；缺少对灌区点多面广的小型渠道中分控水的适应程度；自动化量水设备价格通用化程度不高，功耗较大，不便于在野外渠道上长期工作，不便于与通用的通讯存储设备直接配套等问题。
[0003]目前，常规计量渠道水位的方法有如下几种:浮子水位计、压力水位计、气介超声波水位计。
[0004]浮子式水位计——传统的计量方法，在清水中计量准确、性能稳定可靠，但自动化程度低，一般必须放在建造的静水井中使用。而且依靠钢丝绳传递水位变化，当钢丝绳变形或打滑脱落时，水位监测出现误差甚至错误；
[0005]压力式水位计一是因不同的水位高度而感应出相应的水压来测量水位的，压力传感部分沉入水底工作，一旦有淤泥附着或被淤泥掩埋，致使无法使用。而且易受环境温度
等的影响。
[0006]气介式超声波水位计——是以空气作为声脉冲传播的水位测量仪器，其应用方式是固定高悬于水面之上，向水面发射声脉冲并接收自水面反射回的声信号，通过声波运行时间与声速计算出水位高度，易受环境干扰。同前述二种方法一样，一般成本较高。
【发明内容】
[0007]本实用新型需要解决的技术问题是，针对目前经常使用的几种计量渠道水位的装置所存在的问题，诸如结构复杂，成本较高，计量中易受环境干扰，或是检测值出现误差，或是装置难以正常调试。为了克服这些不足之处，就需要提出新型激光水位传感器，它的测量距离范围广、精度高。
[0008]本实用新型的目的，是提供一种激光水位传感器，以满足测量范围与测量精度的需求。本实用新型的目的是依靠下述技术方案来实现的，一种激光水位传感器，它包括一个垂直于水面放置的圆柱形外壳，其特征在于，圆柱形外壳顶部置有激光发射、接收窗口，与其相连的是控制电路板，中心轴向位置处为控制激光发射方向的导轨，与该导轨相垂直的浮子激光反射体置于水面位置处，该激光反射体表面敷有激光反射涂层。
[0009]激光水位传感器采用非接触方式，浮子激光反射体放置于水平面上，可沿着垂直方向测量圆柱外壳上下滑动，激光发射、接收窗安装在顶部，不接触水体，依靠反射体测量水位，水位数据以数字方式输出。控制电路板芯片上布有的电路包含控制器部分、转换器部分、数据存储器、通讯模块；激光水位传感器采用一体化设计，同时具备水位传感，数据采集、数据存储、数据传输功能。
[0010]激光水位传感器采用微功耗设计，在激光控制器，转换器，数据存储器以及通讯模块上均采用休眠技术，在非工作状态相关模块进入休眠状态，功耗极小，当需要进行数据采集时由采集控制器唤醒相关模块进入工作状态。
[0011]激光发射、接收窗口测量精度为1mm，其测量精度满足水位测量的精度要求。激光水位传感器配备IG存储模块，可内置GPRS或CDMA数传模块，为更好的实现微功耗。
[0012]激光水位传感器的优点是:1、测量距离范围0-60米；2、全程精度误差I毫米；3、激光头连续使用寿命超过5万个小时；4、具备标准的RS232、RS485的通讯串口 ；5、简洁实用的通讯软件保证了现场工作的准确方便；6、整机等待功耗小于I毫安；7、适合温度梯度较大的环境；8、响应时间短，正常响应时间300毫秒。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为激光水位传感器组成结构示意图；
【具体实施方式】
[0014]参照图1，表示激光水位传感器组成结构示意图。图中激光水位传感器圆柱状外壳为1，顶部置有激光发射、接收窗口 2，与其相连的是控制电路板3，中心轴向位置处是控制激光发射方向导轨4，与该导轨相垂直并置于水面位置处设有浮子激光反射体5，激光反射体表面敷有激光反射涂层6。
【权利要求】
1.一种激光水位传感器,它包括一个垂直于水面放置的圆柱形外壳,其特征在于，圆柱形外壳顶部置有激光发射、接收窗口，与其相连的是控制电路板，中心轴向位置处为控制激光发射方向的导轨，与该导轨相垂直的浮子激光反射体置于水面位置处，该激光反射体表面敷有激光反射涂层。
2.根据权利要求1所述的激光水位传感器，其特征在于，所述浮子激光反射体放置于水平面上，不接触水体，沿着圆柱形外壳上下滑动，安装在顶部的激光发射、接收窗，依靠反射体测量水位，水位数据以数字方式输出。
3.根据权利要求1所述的激光水位传感器，其特征在于，所述控制电路路板芯片上布有的电路包含控制器部分、转换器部分、数据存储器、通讯模块；激光水位传感器采用一体化设计，同时具备水位传感，数据采集、数据存储、数据传输功能。
4.根据权利要求1或2所述的激光水位传感器，其特征在于，所述激光发射、接收窗口测量精度为1_，满足水位测量的精度要求；激光水位传感器配备IG存储模块，内置GPRS或CDMA数传模块。
【文档编号】G01F23/292GK203587176SQ201320509457
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】黄斌, 谢崇宝, 王云辉, 高东波, 刘洪玲, 徐建辉, 赵建坡, 王逸凡 申请人:中国水利水电科学研究院, 滨州市簸箕李引黄灌溉管理局