一种陶瓷杆式闸门开度测量仪的制作方法

本发明属于闸门启闭机设备领域，具体涉及一种陶瓷杆式闸门开度测量仪。

背景技术：

1、闸门是用于关闭和开放泄水通道的控制设施，可用以拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等，是重要的水利设施之一。由于闸门所处位置关键、水文条件复杂，所以对于闸门的控制极为重要，而控制闸门的前提是准确的测量水闸的实际高度、即闸门开度。目前国内外实际使用的闸门开度测量方法主要有以下几种：

2、1、刷丝式并行格雷码旋转编码器，这种开度测量方法是最原始的，由于是接触式摩擦传感，体积大、寿命短、故障率高、可靠性差，也不适合远传，目前已濒临淘汰。

3、2、激光光栅式串行数据旋转编码器，以德国倍加福公司产品为代表的这种编码器，精度极高、体积小、寿命长、可靠性极高，在国内外得到了广泛的应用。但是，除了价格极高之外，它的应用需要在转轴处固定一个测量转轮，通过拉绳再固定在闸门之上，闸门的上下移动，通过拉绳传导到测量转轮使其旋转，根据旋转角度及旋转圈数，得出闸门实际上下高度、开度位置，这样一来，整体的可靠性大为下降，测量精度大打折扣，安装复杂，卡顿、断线、乱丝等故障频频出现。

4、3、机械码轮式旋转编码器，测量精度低，最高分辨率为1厘米，这种编码器也是需要测量转轮及拉绳，因此也具有很大的故障率。

5、因此，提出一种陶瓷杆式闸门开度测量仪来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种陶瓷杆式闸门开度测量仪，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种陶瓷杆式闸门开度测量仪，包括金属接近开关测量头、微型计算机系统、lcd液晶屏上显示器、modbus-485远程电脑通信、环境温度测量、备用电池电压测量、a/b双路信号整形、电平转移、选择显示内容按键、零点位置设定信号、3路4~20ma信号输出，其特征在于：所述微型计算机系统与modbus-485远程电脑通信、lcd液晶屏上显示器、选择显示内容按键、环境温度测量、备用电池电压测量、3路4~20ma信号输出相连，所述金属接近开关测量头与电平转移相连、电平转移与a/b双路信号整形相连。

3、所述水闸闸门的侧面垂直安装一根金属铁管，其长度大于闸门上升下降的全部距离，金属铁管外表面车削出螺纹，螺纹的凸台部分为2毫米，凹坑部分也为2毫米，凹坑深度为2毫米。在金属铁管的表面涂覆陶瓷材料并烧结，陶瓷表面涂有光洁的釉面，防腐、防尘、防水、放油。与测量机构不接触，间隔约为1毫米，没有磨损，使用寿命无限长。无需拉绳，杜绝了卡顿、断线、乱丝等故障。

4、所述测量头采用一个具有双通道检测的金属接近开关，+12v供电，输出的信号有a和b两路，没有金属靠近的时候，两路都输出高电平，在金属凸台接近时输出低电平，因此，测量头在金属铁螺纹上按照轴向移动时，就会不断地输出由高低电平间隔组成的方波脉冲，每来一个脉冲，就是金属铁管按照轴向移动了一个螺距，这样就可以统计金属铁管移动的总距离，而a和b两个测头按照金属铁管的轴向排列，这样a和b两个信号，哪个先来，哪个后到，就测出了金属铁管的移动方向，例如a先来b后到，代表闸门上升，而b先来a后到，则代表闸门下降。

5、所述电路设计的核心是一个微控制器，采用美国micro-chip公司单片微型计算机pic18f25k80，配以电源、晶振、复位电路，组成最小系统。从测量头进来的a和b两个信号脉冲，首先进行电平转移和整形，吸收干扰，规范波形参数，之后送入pic18f25k80,在微控制器内进行方向判断，继而进行加计数或者减计数。计数值送往三个地方：在lcd液晶屏上显示出来、存入eeprom非易失性存储器（掉电后数据不丢失）、最终送入远程计算机，供整个闸门控制系统根据实际需求进行有效合理的工作。

6、在这个电路板上还具有其他一些辅助功能：任意点清零，在整个陶瓷杆区间的任意点可以设置为零点，高的部分为正值，低于零点为负值，方便计数与观察。温度测量，可以实时测量传感器附近的温度，在lcd液晶屏上显示出来，也可以送入远程计算机。电池电压测量，为了传感器不间断的工作，安装了备用电池，而它的储能情况对电压的测量，在lcd液晶屏上显示出来，也可以送入远程计算机。

7、与现有技术相比，本发明提供了一种陶瓷杆式闸门开度测量仪，具备以下有益效果：本发明利用陶瓷覆盖下铁金属杆上刻蚀螺纹而精确测量记录螺纹位置，达到精确测量金属杆位置，而此金属杆与水闸闸门固定在一起，得以精确测量水闸开启的高度。

技术特征：

1.一种陶瓷杆式闸门开度测量仪，包括金属接近开关测量头、微型计算机系统、lcd液晶屏上显示器、modbus-485远程电脑通信、环境温度测量、备用电池电压测量、a/b双路信号整形、电平转移、选择显示内容按键、零点位置设定信号、3路4~20ma信号输出，其特征在于：所述微型计算机系统与modbus-485远程电脑通信、lcd液晶屏上显示器、选择显示内容按键、环境温度测量、备用电池电压测量、3路4~20ma信号输出相连，所述金属接近开关测量头与电平转移相连、电平转移与a/b双路信号整形相连。

技术总结
本发明公开了一种陶瓷杆式闸门开度测量仪，包括金属接近开关测量头、微型计算机系统、LCD液晶屏上显示器、MODBUS‑485远程电脑通信、环境温度测量、备用电池电压测量、A/B双路信号整形、电平转移、选择显示内容按键、零点位置设定信号、3路4~20mA信号输出，其特征在于：所述微型计算机系统与MODBUS‑485远程电脑通信、LCD液晶屏上显示器、选择显示内容按键、环境温度测量、备用电池电压测量、3路4~20mA信号输出相连，所述金属接近开关测量头与电平转移相连、电平转移与A/B双路信号整形相连。其优点是：本发明利用陶瓷覆盖下铁金属杆上刻蚀螺纹而精确测量记录螺纹位置，达到精确测量金属杆位置，而此金属杆与水闸闸门固定在一起，得以精确测量水闸开启的高度。

技术研发人员：赵峰,陈刚,赵东,翟中雷
受保护的技术使用者：徐州淮海电子传感工程研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12