[实用新型]机械－电子联合滤波的精密气泡式水位计

说明书

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。

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RS232接口。

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-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。

附图说明

图1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1，本实用新型包括：测量载气供应装置1、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、键盘和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20-100mm、内径为0.1mm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。