一种具有压力补偿的水位检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水位检测系统，尤其涉及一种具有压力补偿的水位检测系统，属于水位检测领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国地质勘探水平的不断提高，水位检测、温度检测、金属含量检测等技术已日趋成熟。但是，当进行具体工程应用时，还需要考虑很多因素。本发明根据地质勘探队在勘探矿井等自然环境恶劣、不适合机动车驶入以及工作人员长期驻留的情况，提出了无线远程检测方法。检测系统中的压力传感器多选用单晶硅压力传感器。因为此种传感器是利用单晶硅的压阻效应制成，其压阻系数随温度变化而变化，且压阻效应原理本身即可引起传感器输出的温度漂移。另外，半导体敏感元件的制作工艺也会带来传感器的整体温漂，这就需要有一套行之有效的方法来解决压力传感器自身易受温度影响所带来的缺陷。
[0003]例如申请号为“201310085243.5”的一种水位检测系统，包括一容水装置，容水装置包括一水槽、一浮于水槽水面的浮块及一连接浮块的连接部，水位检测系统还包括一与连接部连接的第一滑动变阻器、一与第一滑动变阻器连接的传感器、一连接传感器的频率电压变换器、一连接频率电压变换器的比较电路及一连接比较电路的指示模块，浮块用于受水位的升降驱动而带动第一滑动变阻器的滑动端移动从而改变传感器的电压，传感器用于根据电压的变化改变电容值从而改变频率电压变换器输出的电压，比较电路用于比较频率电压变换器输出的电压与一参考电压的大小而确定是否开启指示模块。
[0004]又如申请号为“201410656554.7”的一种水位观测系统，其包括电源、机械部件、控制部件以及数据采集部件。本发明的水位观测系统运用水体浮力原理设计制作，利用浮标重力及其所受浮力平衡点确定水面位置，浮标可随水位变化而灵敏的、准确的移动；水位观测系统实时的采集记录浮标移动信息，从而完成水位观测工作。该发明的水位观测系统可以通过控制电路及电磁离合器实现自动控制，从而减少人力支出，电磁离合器由PLC输出短暂的电流启动，并控制刹车轮的回位，从而实现浮标自动下移及平衡；通过电机带动集线轮转动，从而使浮标上移至其受平衡力时自动停止。由于电磁离合器只是短暂的启动，因此可以减少能耗并防止电路过热烧损。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种直线开关磁阻电机位置控制系统。
[0006]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种具有压力补偿的水位检测系统，包含检测端以及与其连接的数据处理终端，所述检测端包含第一控制模块以及与其连接的信号采集模块、数据传输模块，所述数据处理终端包含第二控制模块以及与其连接的按键输入模块、压力补偿模块、报警模块和显示模块；所述第二控制模块包含计算单元、参数对比单元和控制单元；
其中，信号采集模块，用于实时采集不同水位的压力参数；
第一控制模块，用于将信号采集模块采集的压力参数通过数据传输模块传输至第二控制模块；
按键输入模块，用于预先设定水位正常压力阈值；
压力补偿模块，用于根据拉格朗日插值法计算出当前水位压力误差值；
计算单元，用于根据接收的水位压力参数以及当前水位压力误差值计算出当前水位压力，进而通过显示模块实时显示；
参数对比单元，用于将计算单元计算出的当前水位压力与正常参数阈值进行对比，若不在正常阈值范围内，则发送信号至控制单元；
控制单元，用于根据接收的信号控制报警模块发出警报同时发送至监控中心。
[0007]作为本发明一种具有压力补偿的水位检测系统的进一步优选方案，所述第一控制模块和第二控制模块均采用AVR系列单片机。
[0008]作为本发明一种具有压力补偿的水位检测系统的进一步优选方案，所述信号采集模块为压力传感器。
[0009]作为本发明一种具有压力补偿的水位检测系统的进一步优选方案，所述报警模块采用声光报警单元。
[0010]作为本发明一种具有压力补偿的水位检测系统的进一步优选方案，所述显示模块为IXD显示屏。
[0011]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1、本发明结构简单易于实现，且检测精度高；
2、本发明采用一种基于拉格朗日插值的补偿方法，有效地避免了受非线性和环境温度的影响，大大提高了检测的可靠性。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
如图1所示，一种具有压力补偿的水位检测系统，包含检测端以及与其连接的数据处理终端，所述检测端包含第一控制模块以及与其连接的信号采集模块、数据传输模块，所述数据处理终端包含第二控制模块以及与其连接的按键输入模块、压力补偿模块、报警模块和显示模块；所述第二控制模块包含计算单元、参数对比单元和控制单元；
其中，信号采集模块，用于实时采集不同水位的压力参数；
第一控制模块，用于将信号采集模块采集的压力参数通过数据传输模块传输至第二控制模块；
按键输入模块，用于预先设定水位正常压力阈值；
压力补偿模块，用于根据拉格朗日插值法计算出当前水位压力误差值；
计算单元，用于根据接收的水位压力参数以及当前水位压力误差值计算出当前水位压力，进而通过显示模块实时显示；
参数对比单元，用于将计算单元计算出的当前水位压力与正常参数阈值进行对比，若不在正常阈值范围内，则发送信号至控制单元；
控制单元，用于根据接收的信号控制报警模块发出警报同时发送至监控中心。
[0014]期中，所述第一控制模块和第二控制模块均采用AVR系列单片机，所述信号采集模块为压力传感器，所述报警模块采用声光报警单元，所述显示模块为LCD显示屏。
[0015]本发明数据处理终端采用FC222-CH与检测端通信。FC222-CH是深圳友讯达公司利用先进的单片机技术、无线射频技术、数字处理技术和语音处理技术设计的双向数据传输及低功耗模块化电台。它具有频点可调、带宽可调、功率可调、多信道、高编码效率、接收灵敏度高等优点，并提供了 RS-232、RS-485和TTL 3种数据接口。该系统采用此设备可以满足泵房供水远程控制的需要。在该系统中FC222-CH选择RS-232数据接口。
[0016]所述压力传感器采用压阻式传感器，其测量精确度很大程度上受非线性和环境温度的影响，如何对传感器所产生的误差进行补偿作为本发明的关键。在硬件上，一般补偿方法都是修正桥路电阻的差异性以及桥臂电阻的漏电流、装配应力等，但由于其外围元件较多会导致稳定性差、精确度不高，在复杂的工况下很难达到理想的预期效果。随着微处理器技术在传感器领域的应用，使得通过设计软件算法实现传感器工作特性的自动补偿成为可能。
[0017]AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行；多累加器型，数据处理速度快；AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断；AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为ΙΟΟηΑ，更适用于电池供电的应用设备；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR单片机保密性能好。
[0018]本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0019]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种具有压力补偿的水位检测系统，其特征在于:包含检测端以及与其连接的数据处理终端，所述检测端包含第一控制模块以及与其连接的信号采集模块、数据传输模块，所述数据处理终端包含第二控制模块以及与其连接的按键输入模块、压力补偿模块、报警模块和显示模块；所述第二控制模块包含计算单元、参数对比单元和控制单元； 其中，信号采集模块，用于实时采集不同水位的压力参数； 第一控制模块，用于将信号采集模块采集的压力参数通过数据传输模块传输至第二控制模块； 按键输入模块，用于预先设定水位正常压力阈值； 压力补偿模块，用于根据拉格朗日插值法计算出当前水位压力误差值； 计算单元，用于根据接收的水位压力参数以及当前水位压力误差值计算出当前水位压力，进而通过显示模块实时显示； 参数对比单元，用于将计算单元计算出的当前水位压力与正常参数阈值进行对比，若不在正常阈值范围内，则发送信号至控制单元； 控制单元，用于根据接收的信号控制报警模块发出警报同时发送至监控中心。2.根据权利要求1所述的一种具有压力补偿的水位检测系统，其特征在于:所述第一控制模块和第二控制模块均采用AVR系列单片机。3.根据权利要求1所述的一种具有压力补偿的水位检测系统，其特征在于:所述信号采集模块为压力传感器。4.根据权利要求1所述的一种具有压力补偿的水位检测系统，其特征在于:所述报警模块采用声光报警单元。5.根据权利要求1所述的一种具有压力补偿的水位检测系统，其特征在于:所述显示模块为IXD显示屏。
【专利摘要】本发明公开了一种具有压力补偿的水位检测系统，包含检测端以及与其连接的数据处理终端，所述检测端包含第一控制模块以及与其连接的信号采集模块、数据传输模块，所述数据处理终端包含第二控制模块以及与其连接的按键输入模块、压力补偿模块、报警模块和显示模块；所述第二控制模块包含计算单元、参数对比单元和控制单元。
【IPC分类】G01F23/18
【公开号】CN104931114
【申请号】CN201510288531
【发明人】宋哲, 马忠东
【申请人】苏州德锐朗智能科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月29日