专利名称：污水流量自动监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污水流量自动监测装置。
现有的污水监测装置，如重庆水文仪器环保仪器分厂生产的WML型微电脑明渠流量计等，大多不同程度地存在着下述缺点或不足采用单片机控制单探头，集中管理不便；传输距离短，最大不超过50米，环保人员须工作于现场，环境较差，且不便于微机控制；数据只有单存贮方式，掉电时参数即流失，使用不便；测量范围小、误差大、精度低、分辨力低；故障时不易检测出；只能显示当前流量。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种污水流量自动监测仪，其可进行多点监测和多种监测、显示，传输距离长，测量范围大、误差小，具有故障自检和掉电记录功能。
本实用新型的目的可通过以下措施来达到一种污水流量自动监测仪，包括单片机4和存贮器3，其特殊之处在于，微机1和所述单片机4通过传输器2相连，所述单片机4的输出经振荡整形7接发射头8，接收头6的输出经放大整形5接入单片机4，所述存贮器3分别与所述传输器2和单片机4相接；所述传输器2由相连接的微机端传输11和监测端传输10构成；所述单片机4由单片机IC4构成，晶振C1接于单片机IC4的时钟口；所述存贮器3包括串/并芯片IC1、IC2，其数据输出端分别接读写存贮器IC3的地址端，所述读写存贮器IC3的数据输出接于单片机IC4的P1口；所述振荡整形7包括振荡发生器IC7，电位器P2接于其频率调节端，三极管N3的基极接于振荡发生器IC7的输出端；所述放大整形5包括两级放大电路，其输出端接三极管N2的基极。
本实用新型的监测端传输10可包括振荡器IC10，其经电容C3接三极管N4的基极，三极管N4的基极接有由相并联的电感I1、电容C4构成的谐振回路，三极管N5的集电极分别接三极管N4的集电极和三极管N6的基极。
本实用新型微机端传输11的组成结构可与监测端传输10的组成结构相同。
本实用新型微机端传输11的输出端可设置抗干扰装置，其包括光电耦合器O1，光电耦合器O1的输入端接有三极管N7。
本实用新型放大整形5中的两级放大电路可包括运放IC5、IC6，运放IC5的输出接于运放IC6的输入端；运放IC5的输入端接有滤波电容C2和电位器P1。
附图图面说明如下
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的电路原理图。
图3为本实用新型微机端传输一实施例的电路原理图。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步详述本实用新型根据被测液体流量水槽形成一定的节流液体高度，在自由流状态下，流过量水槽的液体Q与其上游水位H满足关系式Q＝CHn，其中c、n是与水槽结构尺寸有关的系数，因此将测流量转化为测水位，具体使用气介式超声波液位传感器，在微机控制下进行超声波发射和接收，通过测量发射波和回波的时间差，得到液位高度。参见图1，微机1发出的指令经传输器2接至单片机4，单片机4开始工作，发出指令使振荡整形7产生一定频率的振荡信号，此时单片机4开始计数，该信号经整形后变为电流信号，使发射头8以超声波形式发出，由接收头6接收，该信号经放大整形5放大、整形后，变为电平信号送入单片机4，单片机4内计数器即停止计数，并将计数值送入微机1。存贮器3采用外部ROM芯片，其数据端和单片机4的数据端相接，也可通过传输器2和微机1的数据端相接。
参见图2，本实用新型的传输器2由微机端传输11和监测端传输10两部分构成。微机1通过微机端传输11将指令数据送入监测端传输10，先经监测端传输10的二极管D1检波、电容C6滤波后，送入比较放大器IC11进行比较放大。电位器P3采用高精度电位器，用于调整放大器IC11的放大倍数。由IC11输出的放大信号经三极管N1进行电平转换，将电流信号转换为电压信号后送入单片机4中单片机IC4的P3.0口，当单片机IC4接收到由微机1发来的该指令信号后，即开始工作。单片机4中的晶振C1为一个16M的晶振，其用于对单片机IC4提供精确的时钟信号。单片机IC4开始工作后，其内部的计数器开始计数，单片机IC4的P3.3口发出一个脉冲信号，使振荡整形7中的振荡发生器IC7开始工作，IC7的频率大小可通过高精度的电位器P2调节。IC7产生的频率信号经三极管N3整形后由电压信号变为电流信号，通过接于插口J2的发射头8以超声波的形式发射出去。发射头8发出的超声波遇到水面后返回，由与插口J1相接的超声波接收头6接收，接收头6接收到的超声波信号送入放大整形5中，先经其电容C2滤波后送入运放IC5、IC6构成的两级放大电路中进行放大，放大倍数由电位器P1调节，放大后的信号经三极管N2进行波形转换，将电流信号转换为电平信号，该信号送入单片机IC4的P3.2口后，单片机IC4中的计数器即停止计数，此时，将单片机IC4中计数器的计数值读出后，由IC4的P3.1口送至监测端传输10。监测端传输10中的IC10为振荡器，其产生的载波信号经电容C3耦合后送至由三极管N4构成的放大电路。电感I1、电容C4构成谐振回路，起谐振作用。由单片机IC4的P3.1口输出的信号经三极管N5载波调制、三极管N6载波放大、电容C5滤波后，经插口J3送至微机1中。存贮器3可由串/并芯片IC1、IC2及读写存贮器IC3构成，其主要用于微机1的掉电保护，即微机1掉电时，本实用新型所采集的数据可存入读写存贮器IC3中。单片机IC4内的数据可由其P3.0口输出，送至串/并芯片IC1，IC1可将串行数据转换为并行数据后存入存贮器IC3。串/并芯片IC1和单片机IC4通过接口D0～D7和接口P1.0～P1.7进行数据通信。微机1提供的30V直流电压通过插口J3接至稳压块IC8、IC9的输入端，IC8、IC9构成整流电源9，其分别为本实用新型的电路提供+12V和+5V电压。参见图3，微机端传输11的组成结构可与监测端传输10的组成结构相同，为提高抗干扰性能，微机端传输11可增设抗干扰装置12，抗干扰装置12可由光电耦合器O1构成，三极管N7将微机端传输11中经比较放大后的电流信号转换为电压信号，再经光电耦合器O1光电隔离后，由微机并口J4送入微机1。本实用新型的集成块IC1、IC2为串/并芯片，其可采用74LS164等74系列串/并芯片；集成块IC3为读写存贮芯片，可采用6264，也可用同容量的两片6232或四片6216等存贮芯片；单片机IC4可采用AT89C2051，也可采用51系列的其它8位单片机；运放IC5、IC6可采用一片NE5532或其它NE系列的两级放大芯片，振荡发生器IC7可采用NE555；稳压块IC8、IC9可分别采用LM7805CT、LM7812CT，也可采用稳压二极管构成的分集电路；振荡器IC10可采用NE555；比较放大器IC11可采用LM339等LM系列的比较器。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点采用微机控制，可同时连续监测数公里范围内若干个排污口污水的及时流量与累计流量，自动化程度高，便于集中管理；采用长线传输，范围可达2公里，环保人员可远离监测环境；监测部分可24小时不间断工作，而微机可间断工作，从而可实现一机多用；能显示有效监测时间、无效监测时间及各路测流量的图表、曲线等；还能监测PH值、温度等环境参数，并通过微机自动显示、存贮、打印当前或过去任一时刻的监测数据、曲线等；数据存贮可采用外部存贮器和计算机硬盘或软盘，具有掉电记录功能，掉电时监测数据不会丢失；具有故障自检功能和部位提示功能；监测范围大，可为1～6000m3/h，适用于各种尺寸的渠道；测量精度高、误差小。
权利要求1.一种污水流量自动监测仪，包括单片机(4)和存贮器(3)，其特征在于微机(1)和所述单片机(4)通过传输器(2)相连，所述单片机(4)的输出经振荡整形(7)接发射头(8)，接收头(6)的输出经放大整形(5)接入单片机(4)，所述存贮器(3)分别与所述传输器(2)和单片机(4)相接；所述传输器(2)由相连接的微机端传输(11)和监测端传输(10)构成；所述单片机(4)由单片机IC4构成，晶振C1接于单片机IC4的时钟口；所述存贮器(3)包括串/并芯片IC1、IC2，其数据输出端分别接读写存贮器IC3的地址端，所述读写存贮器IC3的数据输出接于单片机IC4的P1口；所述振荡整形(7)包括振荡发生器IC7，电位器P2接于其频率调节端，三极管N3的基极接于振荡发生器IC7的输出端；所述放大整形(5)包括两级放大电路，其输出端接三极管N2的基极。
2.如权利要求1所述的污水流量自动监测仪，其特征在于所述监测端传输(10)包括振荡器IC10，其经电容C3接三极管N4的基极，三极管N4的基极接有由相并联的电感I1、电容C4构成的谐振回路，三极管N5的集电极分别接三极管N4的集电极和三极管N6的基极。
3.如权利要求1或2所述的污水流量自动监测仪，其特征在于所述微机端传输(11)的组成结构与监测端传输(10)的组成结构相同。
4.如权利要求3所述的污水流量自动监测仪，其特征在于所述微机端传输(11)的输出端设有抗干扰装置，其包括光电耦合器O1，光电耦合器O1的输入端接有三极管N7。
5.如权利要求1所述的污水流量自动监测仪，其特征在于所述放大整形(5)中的两级放大电路包括运放IC5、IC6，运放IC5的输出接于运放IC6的输入端；运放IC5的输入端接有滤波电容C2和电位器P1。
专利摘要一种污水流量自动监测仪,其是在微机控制下进行超声波发射和接收,通过测量发射波和回波的时间差得到液位高度。微机通过传输器与单片机相连,单片机的输出信号经振荡整形接至发射头,由发射头发出超声波信号,接收头将接收到的超声波信号输出,经放大整形后送入单片机,存贮器分别与单片机和微机相接。本实用新型可进行多点、多种监测及显示,传输距离长,测量范围大、误差小,且具有故障自检、掉电记录等功能。
文档编号G01F1/66GK2273409SQ9623606
公开日1998年1月28日 申请日期1996年7月18日 优先权日1996年7月18日
发明者虞渊, 黄明, 安英武, 樊越, 徐军前, 郭振安, 胡俊文 申请人:陕西省环境保护公司