专利名称：机械-电子联合滤波的精密气泡式水位计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气泡式水位计，特别涉及一种机械-电子联合滤波的精密 气泡式水位计，用于准确并及时地测量江河湖海的水位或潮位。
背景技术：
现有气泡式水位、潮位计在测量中由于波浪的影响而导致的精度不足，单独使用机械滤波虽可消除波浪对测量精度的影响，但会有长达3分钟左右的时滞现象， 从而会影响数据采集的实时性。发明内容本实用新型的目的就是提供一种机械-电子联合滤波的精密气泡式水位计，以 解决现有技术存在的波浪对水位测量精度的影响及数据采集的实时性。本实用新型的技术方案是包括测量载气的供应装置、输气管路、测量杯、机 械滤波器、压力传感器、电子滤波器和记录仪。测量载气供应装置通过输气管路与 所述的机械滤波器的一端和测量杯连接，该机械滤波器的另 一端与压力传感器连 接，其特征在于经过所述的机械滤波器滤波的压力信号传入压力传感器后，该压 力传感器的输出电信号首先通过导线与电子滤波器连接，电子滤波器的输出信号再 通过导线与记录仪的输入端连接，电子滤波器可以给出波动水面的精确实际水位。所述的电子滤波器包括用于滤除高、中频波的低通滤波器A、中间放大器C、 交流成分放大器D和减法器B,低通滤波放大器A的输出端与中间放大器C和交流 成分放大器D的输入端连接，中间放大器C和交流成分i文大器D的输出端分别与减 法器B的两个输入端连接，减法器B的输出端与所述的记录仪的输入端连接。所述的记录仪包括A/D转换器、微处理器、LCD显示器、键盘和闪存，所述的 电子滤波器的输出端通过A/D转换器与微处理器的输入端连接，微处理器的不同对 应端分别LCD显示器、键盘和闪存连接。在所述的微处理器的一个输出端连接有用于与上位机进行数据交换的RS2 32接n 。所述的机械滤波器为一根20-100毫米长、内径0. 1毫米的细金属管。 本实用新型的优点是利用机械一电子联合滤波，可有效地解决因水中波浪对 水位或潮位测量精度的影响，本实用新型的机械滤波器大大缩短了原来因机械滤波 过程所导致的数据显示滞后(可使时滞从3分钟左右减少到10秒左右)，电子滤波 器的使用又将机械滤波器所带来的余波影响消除掉。从而达到准确、及时地测量波 动水面的水位或潮位。在特定的条件下还可以将机械滤波器短路掉，而只用电子滤 波器，会几乎完全消除测量的时滞。
图l是本实用新型总体结构示意图；图2是本实用新型的记录仪与电子滤波器的电路框图；图3是本实用新型的电子滤波器一个实施例的电路原理图。
具体实施方式
参见图l，本实用新型包括测量载气供应装置l、输气管路2、测量杯8、机 械滤波器3、压力传感器4、电子滤波器5和记录仪6，测量载气通过输气管路7与 机械滤波器3的上端以及测量杯8连接，该机械滤波器3的下端输气管路与压力传 感器4连接，该压力传感器4的电输出端用导线电子滤波器5连接，电子滤波器5 的电信号输出再与记录仪6连接。测量载气供给装置1含气瓶、减压阀、气体过滤 器、限压阀、气体流量计等，为常规设备。测量载气采用氮气。参见图2和图3,所述的电子滤波器5包括用于滤除剩余的高、中频波的低通 滤波放大器A、中间放大器C、交流成分放大器D和减法器B,低通滤波放大器A的 输出端与中间放大器C和交流成分放大器D的输入端连接，中间放大器C和交流成 分放大器D的输出端分别与减法器B的两个输入端连接，减法器B的输出端与所述 的记录仪的输入端连接。放大器A用来进行低通滤波把高次波滤除，这时信号是 低频的，然后通过放大器C进行放大，再与交流成分放大器D放大的交流信号由 放大器B相减，就可以得到去掉交流成分的实际信号。所述的记录仪6包括A/D转换器、微处理器MCU、 LCD显示器、鍵盘和FLASH 存储器，所述的电子滤波器5的输出端通过A/D转换器与微处理器MCU的输入端连接，微处理器MCU的不同对应端分别与LCD显示器、键盘和闪存连接。还可在所述的微处理器MCU的一个输出端连接有用于与上位机进行数据交换的 RS232接口。本实用新型的机械滤波器3由长度为20-100 mm、内径为0. lram的金属管(如 不锈钢管)构成，具有减小时滞的特性，这样既可有效地减小一般江河及海洋波浪 对测量精度的影响，又较好地解决了测量的时滞。所述的电子滤波器5,在用于测量数据的采集、处理、存储等功能的记录仪6 中，专门设置了根据波浪周期而特定的数据采集频率，从而对诸多测量数据进行有 效的处理，得出较准确的数据。在一般情况下，同时采用机械滤波器3和电子滤波器5,比只采用机械滤波时 更有效地消除波浪对测量精度的影响。当水位变化很快，并需要最大限度地控制时 滞影响时，可开启滤波阀2停止机械滤波器3的工作，只用电子滤波器5滤波。这 样可基本上消除波浪对测量精度的影响并完全保证了数据采集的及时性。本实用新型在工作时，经过^/L械滤波器3后采集的水位压力信号由传感器4转 换位模拟电信号，该信号经过电子滤波，AD转换存入计算机，可以使用键盘在LCD 中显示，也可以通过RS 2 32接口和上位机进行数据交换。
权利要求1、一种机械-电子联合滤波的精密气泡式水位计，包括测量载气供应装置、机械滤波器、压力传感器、输气管路、测量杯、电子滤波器和记录仪，测量载气供应装置的出口通过输气管路与机械滤波器的一端和测量杯连接，该机械滤波器的另一端与传感器连接，其特征在于所述的压力传感器的电信号输出端通过导线与一电子滤波器的输入端连接，该电子滤波器的输出端通过导线与所述的记录仪的输入端连接。
2、 根据权利要求1所述的机械-电子联合滤波的精密气泡式水位计，其特征高、中频波的低通滤波放大器(A)，以及中间放大器(C)、交流成分放大器(D)和 减法器(B)，低通滤波放大器(A)的输出端与中间放大器(C)和交流成分方丈大器 (D)的输入端连接，中间放大器(C)和交流成分放大器(D)的输出端分别与减法器 (B)的两个输入端连接，减法器(B)的输出端与所述的记录仪的输入端连接。
3、 根据权利要求1或2所述的机械-电子联合滤波的精密气泡式水位计，其 特征在于所述的记录仪包括A/D转换器、微处理器、LCD显示器、键盘和闪存， 所述的电子滤波器的输出端通过A/D转换器与微处理器的输入端连接，微处理器的 不同对应端分别连接LCD显示器、键盘和闪存连接。
4、 根据权利要求3所述的机械-电子联合滤波的精密气泡式7jC位计，其特征 在于在所述的微处理器的一个输出端连接有用于与上位机进行数据交换的RSU2 接口。
5、 根据权利要求1所述的机械-电子联合滤波的精密气泡式水位计，其特征 在于所述的机械滤波器为一根20-100毫米长、内径0. 1毫米的细金属管。
专利摘要一种机械—电子联合滤波的精密气泡式水位计，包括测量载气供应装置、机械滤波器、压力传感器、气压表、出气阀、输气管路、测量杯、电子滤波器和记录仪。所述的传感器的电信号输出端通过导线与一电子滤波器的输入端连接，该电子滤波器的输出端再通过导线与所述的记录仪的输入端连接。本实用新型的优点是利用机械-电子联合滤波，可有效地解决因水中波浪对水位或潮位测量精度的影响，由于机械滤波器的使用而大大缩短了原来因机械滤波过程所导致的数据显示滞后，电子滤波器的使用又将机械滤波器所带来的余波影响消除掉。从而达到准确、及时地测量水位或潮位。在特定的条件下还可以将机械滤波器短路，只用电子滤波器，可基本消除测量的时滞。
文档编号G01F23/18GK201094064SQ200720178470
公开日2008年7月30日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者万德忠, 胡俭唐, 闫晓农 申请人:哈尔滨万达华科技发展有限公司