[其他]微电脑液位自动记录仪

说明书

本实用新型涉及的是一种液位自动记录的电子仪表。可广泛应用于导电性液体的液位观测记录。

目前国内外测量液位的仪器，一部分利用浮桶的升降，以机械形式传递、转换、记录液位。这类仪器的优点是功耗低，自记周期长、但一般测量精度较低，时钟计时误差大，工作可靠性差。一部分采用压阻式，压力式或超声波式液位传感器，通过电路转换以数字形式输出。这类仪器的优点是工作性能可靠，数字化输出，但大多测量精度低，功耗大，电路复杂，成本高，自记周期短，或不能自记。

南京水文自动化研究所85年新研制的FW－390－1型浮桶式长记水位计，解决了浮桶式水位计自记周期短，计时误差大的缺点，达到了国际标准。但这种仪器仍有结构复杂，需要测井，安装不便等不足之处。兰州国营华兴电子机器厂新生产的数字式CJW－1型长记水位仪，克服了数字式水位计自记周期短，功耗大的缺点。该仪器处理方法是将水位转化为直流电压信号，经放大，模数转换，数字打印记录。但电路结构复杂，造价高，而且测量精度和计时精度比较低。日本57－118122号专利申请书，采用电容式液位传感器，直接输出脉冲信号，其构成是以两极板间的液体作为电介质而构成电容。但液体的温度变化对所构成的电容量C影响较大，为此必须在仪器内部另设一标准的校正电路，使仪器的电路结构复杂化。

目前，液位测量中已出现配有微型计算机的液位仪。但这类液位仪采用单板微型计算机。由于单板微型计算机的集成化程度低，所以这类液位仪一般体积较大，造价较高。

鉴于目前各种仪器所存在的缺点，本实用新型设计了一种电路结构简单，自记周期长。记时准确。测量精度高的以单片微型计算机为基础的，智能化微电脑液位自动记录仪。

本实用新型主要由双方波脉冲传感器，单片微型计算机或MCS48系列中的一种，微型打印机及微调稳压电源、按键等组成。本实用新型的设计特点在于采用单片微型计算机进行自动检测，数据处理和打印记录，使液位计赋于智能。

本实用新型设计传感器的理论公式是：

f＝1.44／（R_a＋2R_b）·C

f——频率；R_a、R_b——电阻；C——电容。

当液位发生变化时，电容改变，从而使输出脉冲随之变化。因电阻R_l可取高达3MΩ的高阻值，所以微小电容量C的变化可以引起频率f较大的变化，实现高灵敏度，高分辨率。由液位——频率变换器〔9〕所输出的脉冲通过传输线直接输入单片微型计算机的T₀口，由软件定数计时的方法转换成数字量，然后按已确立的数字量——液位回归方程计算出相应的液位值。为消除环境温度等因素，对电路元件（主要电阻）的影响所引起的测量误差，本实用新型的双方波脉冲传感器内部设有环境温度影响——频率变换器〔10〕，用于修正环境温度等因素所引起的误差。

下面结合附图说明本实用新型具体结构：

图1为部分示意图。

图2为双方波脉冲传感器电路结构示意图。

〔1〕微型打印机

〔2〕开关控制电路

〔3〕.〔5〕.〔11〕反相器

〔4〕单片微型计算机

〔6〕双方波脉冲传感器

〔7〕稳压块

〔8〕.〔14〕.〔15〕电阻

〔9〕液位——频率变换器

〔10〕环境温度影响－－频率变换器

〔12〕电容线        〔16〕电容

〔13〕定时电路555

〔17〕.〔18〕方波脉冲发生器

微型打印机〔1〕的数据线与单片微型计算机〔4〕的数据总线相连，微型打印机〔1〕的选通信号与单片微型计算机〔4〕的WR信号相连，忙信号与T₁口相连，P27口通过反相器〔3〕控制开关控制电路〔2〕接通或断开微型打印机〔1〕的电源。反相器〔3〕的作用是提高单片微型计算机〔4〕输出口的启动能力。

本实用新型使用微调稳压电源，把直流电源（7－12V）稳压成5V。由于一般稳压块的输出电压都低于5V，所以本实用新型在稳压块〔7〕接地管脚串联电阻〔8〕。由于稳压块〔7〕接地管脚有一定的电流输出，当串联电阻〔8〕时，可以提高稳压块〔7〕接地管脚处的电位，从而使稳压块〔7〕的输出电位得以提高。所以调节电阻〔8〕的阻值，可以改变稳压块〔7〕的输出电位，使稳压电源的输出电压得到调节。