专利名称：一种带活插堰口板的高精度电子堰口的制作方法
技术领域：
本发明涉及径流监测技术领域，特别是涉及一种带活插堰口板的高精度电子堰□。
背景技术：
径流测定是陆地水文研究的学科基础，而径流小区监测是研究面侵蚀规律的主要手段，目前主要借助于手工和自动监测相结合的方法。考虑到监测径流的同时，推移质泥沙亦需实时监测。业界在设备选型中普遍认为，因翻斗式计量泥沙设备主要靠比重和泥水重量分析得出数据，其数据显而易见存在着一定的误差；另外，长时间使用后集流箱也不会造成积沙堵塞，目前业界没有一种能相对精确且适用于地表径流测定的专业仪器。径流检测设备的工作原理是使用液位传感器在堰体之上测量流体液位，此液位值，即过堰流经堰口断面的水位高度，根据经验公式，可相对精确的计算到径流流量、流速、 径流总量等含沙流体特征，但普通的液位传感器测量精度不够，导致得到的数据不准确，不能有效地进行实时监测，而且堰口型式固定不变，虽然能对同一小区同一时期某单独堰口出水点的径流数据做相对可靠的测量，但一旦碰上雨季或非雨季，由于堰口不合适会导致测量的数据误差出入非常大。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种可根据情况不同更换堰口板、测量精度高的带活插堰口板的高精度电子堰口。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种带活插堰口板的高精度电子堰口，包括处理器和采集箱，所述采集箱包括一集流箱，所述集流箱顶面设置有挡雨盖支架，所述挡雨盖支架上方支撑有挡雨盖，所述挡雨盖上放置有一高精度电容式液位传感器，所述高精度电容式液位传感器连接到处理器上，所述集流箱背面设置有一引流管，正面设置有活插堰口板，正面两侧设置有插槽，所述活插堰口板插入到插槽中。进一步，所述集流箱内壁涂有一层绝缘材料，作为高精度电容式液位传感器电容的负极，所述插槽的内部面镀有导电的金属，作为高精度电容式液位传感器电容的正极并接触液面。进一步，所述活插堰口板上的堰口型式为三角堰、矩形堰、梯形堰、圆形堰、复合堰或巴歇尔堰。进一步，所述高精度电容式液位传感器包括555电路、电容式传感器、寄生电容消除电路、电压比较器电路、显示电路和单片机，所述555电路、电压比较器电路、显示电路分别连接到单片机上，所述555电路、电容式传感器、寄生电容消除电路和电压比较器电路依次串接。进一步，所述集流箱采用有机玻璃和不锈钢综合制作而成，所述活插堰口板选用有机玻璃板。进一步，所述挡雨盖支架可为两根或多根设置于集流箱顶面两侧的支架，挡雨盖支架可上下移动调整位置并固定。本发明的有益效果本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口包括处理器和采集箱，所述采集箱包括高精度电容式液位传感器、集流箱、挡雨盖和挡雨盖支架，所述集流箱正面设置有活插堰口板，所述活插堰口板造型简单、易于加工、成本小，活插式的设计使更换更加快速、方便，各种类型的堰口方便了在不同降雨量下，更换不同的活插堰口板，再加上高精度的液位传感器的精确测量使测量的数据更加准确有效，易于实时监测。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明
图I是本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口结构示意图2是本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口高精度电容式液位传感器模块方框图3是本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口电容式传感器结构原理图4是本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口 555电路及外围电路图5是本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口电压比较器电路图6是本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口单片机与PC通信电路图7是本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口显示电路图8是本发明一种带活插堰口板的高精度电子堰口单片机设计流程图。图中处理器I、采集箱2、高精度电容式液位传感器21、集流箱22、挡雨盖23、挡雨盖支架24、活插堰口板25、插槽26、引流管27。
具体实施例方式参照图I，一种带活插堰口板的高精度电子堰口，包括处理器I和采集箱2，所述采集箱2包括一集流箱22，所述集流箱22顶面设置有挡雨盖支架24，所述挡雨盖支架24上方支撑有挡雨盖23，所述挡雨盖23上放置有一高精度电容式液位传感器21，所述高精度电容式液位传感器21连接到处理器I上，所述集流箱22背面设置有一引流管27，正面设置有活插堰口板25，正面两侧设置有插槽26，所述活插堰口板25插入到插槽26中。进一步作为优选的实施方式，所述集流箱22内壁涂有一层绝缘材料，作为高精度电容式液位传感器21电容的负极，所述插槽26的内部面镀有导电的金属，作为高精度电容式液位传感器21电容的正极并接触液面。进一步作为优选的实施方式，所述活插堰口板25上的堰口型式为三角堰、矩形堰、梯形堰、圆形堰、复合堰或巴歇尔堰，其中三角堰和矩形堰比较常见，所述复合堰是指含有两个以上不同堰型或尺寸，可分级测流的堰，所述巴歇尔堰是指上游收缩段、短直喉道和下游扩散段三部分组成的堰口，收缩段的槽底向下游倾斜，扩散段槽底的倾斜方向与喉道槽底相反。进一步作为优选的实施方式，所述活插堰口板25若采用三角堰，堰口可为锐角三角形堰口、直角三角形堰口或钝角三角形堰口，角度大的流量大于角度小的流量。
进一步作为优选的实施方式，所述集流箱22采用有机玻璃和不锈钢综合制作而成，所述活插堰口板25选用有机玻璃板，既保证了强度，又透明，可以很清晰地观测水位。进一步作为优选的实施方式，所述挡雨盖支架24可为两根或多根设置于集流箱 22顶面两侧的支架，挡雨盖支架24可上下移动调整位置并固定。进一步作为优选的实施方式，所述活插堰口板25在插槽26内，其间隙约1mm，即使水流很大，也不易被冲击产生晃动；经过试验，在插槽26内两侧可涂以玻璃胶，干后使用， 密封性更好。在需要抽出活插堰口板25时，也不费力，可轻易取出。进一步作为优选的实施方式，寄生电容消除电路的存在能很大程度上降低数据的误差。工作原理使用高精度电容式液位传感器21在堰体之上测量流体液位，此液位值，即过堰流经堰口断面的水位高度。处理器I根据经验公式，可相对精确的计算到径流流量、流速、径流总量等含沙流体特征，同时可根据产流系数要求，随时更换流量不同的活插堰口板25，若更换了活插堰口板25，应及时在处理器I的管理后台进行重新设定堰口型式和参数。参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述高精度电容式液位传感器21包括555 电路、电容式传感器、寄生电容消除电路、电压比较器电路、显示电路和单片机，所述555电路、电压比较器电路、显示电路分别连接到单片机上，所述555电路、电容式传感器、寄生电容消除电路和电压比较器电路依次串接。555电路产生定时脉冲，当高电平时给传感器充电，当低电平时对传感器进行放电。电压比较器电路将传感器电容充电电压与预设的基准电压进行比较，输出高电平，送给单片机。单片机通过555电路产生脉冲，高电平时开始计时，而后当电压比较器产生中断时，停止计时，记下时间，这样通过5个周期的测量求出其平均值，再计算出相应的电容值， 对照寄存器预先设定的表格，找出液位的高度。参照图3，该图为电容式传感器结构原理图，根据电容的计算原理得
权利要求
1.一种带活插堰口板的高精度电子堰口，其特征在于包括处理器(I)和采集箱(2)， 所述采集箱(2)包括一集流箱(22)，所述集流箱(22)顶面设置有挡雨盖支架(24)，所述挡雨盖支架(24)上方支撑有挡雨盖(23)，所述挡雨盖(23)上放置有一高精度电容式液位传感器(21)，所述高精度电容式液位传感器(21)连接到处理器(I)上，所述集流箱(22 )背面设置有一引流管(27)，正面设置有活插堰口板(25)，正面两侧设置有插槽(26)，所述活插堰口板(25)插入到插槽(26)中。
2.根据权利要求I所述的一种带活插堰口板的高精度电子堰口，其特征在于所述集流箱(22)内壁涂有一层绝缘材料，作为高精度电容式液位传感器(21)电容的负极，所述插槽(26)的内部面镀有导电的金属，作为高精度电容式液位传感器(21)电容的正极并接触液面。
3.根据权利要求I所述的一种带活插堰口板的高精度电子堰口，其特征在于所述活插堰口板(25)上的堰口型式为三角堰、矩形堰、梯形堰、圆形堰、复合堰或巴歇尔堰。
4.根据权利要求I所述的一种带活插堰口板的高精度电子堰口，其特征在于所述高精度电容式液位传感器(21)包括555电路、电容式传感器、寄生电容消除电路、电压比较器电路、显示电路和单片机，所述555电路、电压比较器电路、显示电路分别连接到单片机上， 所述555电路、电容式传感器、寄生电容消除电路和电压比较器电路依次串接。
5.根据权利要求I所述的一种带活插堰口板的高精度电子堰口，其特征在于所述集流箱(22)采用有机玻璃和不锈钢综合制作而成，所述活插堰口板(25)选用有机玻璃板。
6.根据权利要求I所述的一种带活插堰口板的高精度电子堰口，其特征在于所述挡雨盖支架(24)可为两根或多根设置于集流箱(22 )顶面两侧的支架，挡雨盖支架(24)可上下移动调整位置并固定。
全文摘要
本发明公开了一种带活插堰口板的高精度电子堰口，包括处理器和采集箱，所述采集箱包括一集流箱，所述集流箱顶面设置有挡雨盖支架，所述挡雨盖支架上方支撑有挡雨盖，所述挡雨盖上放置有一高精度电容式液位传感器，所述高精度电容式液位传感器连接到处理器上，所述集流箱背面设置有一引流管，正面设置有活插堰口板，正面两侧设置有插槽，所述活插堰口板插入到插槽中，本发明带有的活插堰口板造型简单、易于加工、成本小，活插式的设计使更换更加快速、方便，再加上高精度的液位传感器的精确测量使测量的数据更加准确有效，易于实时监测，作为一种带活插堰口板的高精度电子堰口广泛运用于径流监测领域中。
文档编号G01F23/26GK102589645SQ20121002316
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月2日 优先权日2012年2月2日
发明者任秀文, 刘爱萍, 张国清, 李开明, 郁献军, 钟满妮 申请人:环境保护部华南环境科学研究所