专利名称：一种自动测量水位变化的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动测量水位变化的测量装置，属于水文地质参数自动化测 量仪器领域。
背景技术：
水位反应水体水头的高低大小，在地下水动力学、流体力学等与水有关的学科中 起着重要的作用，静态水位的大小以及长时间内水位的变化情况是研究地下水渗流、提坝 渗流安全、管流的重要参数，因此，水位的测量以及监测具有重要的理论意义与实际意义。在目前的研究与应用中，水位的测量一般采用传统的测压管，即在测量位置设置 一根空心管，通过读取液面高度的方法得到水位的高低，对于精度要求较高的场所，则采用 水压力传感器测量水压力，通过水压力与水位的关系反算水位的高低。对于传统的测压管， 由于需要人工读取水位数据，则不可避免的出现读数误差，而且，人工读数的频率较低，很 难实现高频率、长时间的水位监测测量；对于利用水压力传感器测量水位的情况，由于成本 较高，且待测水体的密度与探测到的水位值密切相关，很难得到广泛应用，而且，当水位变 化时，传感器需要一定的反应时间，因此测量的数据具有一定的延时性，并不能代表时时的 真实数据。水具有导电性，待测水体导电性能的强弱可通过水体电导值反应，而水体电导值 的大小与探测电极的间距成反比，与电极间的导电面积成正比，即Ccc-(1)
L式中C为电导；S为导电截面积；L为长度。在测压管中，如果沿管长设置两根等间距的金属丝，由于金属丝具有良好的导电 性，因此，金属丝相当于两个电极。由于两金属丝间距恒定，即L为常数。当测压管内有水 时，由于测压管管径处处相同，那么导电面积与水位的高度呈正比，那么根据式(1)，电导值 与水位将呈线性关系。要考虑到测压管材料的电导性，消除管压管自身的导电性影响，测压 管应取绝缘性材料的长直管，金属丝也应具有抗腐蚀能力。由于水位变化时，电导值将会立 刻改变，因此电导值将随水位时时变化，而不会出现延时现象。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提出一种水位测量与监测的装置，其通过将测 压管与测量位置连通，以使测压管内的水位可以代表测量位置的水位；在测压管内设置两 根等间距的金属丝，由于水位不同，两根金属丝间的电导值不同，电导值随水位的变化基本 上呈线性变化，通过测量金属丝间电导值的方法得到测水压管内的水位，从而得到测量位 置处的水位值。通过数据采集系统按一定的时间间隔对测得的电导值进行采集，实现水位 的连续监测。此装置包括一系列测压管、数据采集�？�、数据传输模块以及计算机。所述的 测压管采用管径为15mm的PVC管，测压管的数据根据需要来确定；每个测压管与不同的测量位置相连通；所述测压管中的金属丝采用铜丝，每根铜丝与电导探测系统中数据采集模 块的测量接口相连；数据采集�？橛胧荽淠？橄嗔荽淠？橥ü荽湎哂� 微型计算机相连。根据以上的技术方案可知，本实用新型所提供的测量装置，具有以下的有益效 果1.使用方便。可以根据需要增加或减少测压管的数量，安装使用简便，测压管的数 量多少对测量结果没有影响；2.精确度高。该装置采用电导与液位高度的关系探测水位的高低，电导对液位的 高低非常敏感，采用了高精度的电导测量仪，只要水位有微小的波动就能在电导值中反应 出来；3.测量频率高。该装置采用数据采集系统对电导值数据进行采集，可以实现数据 的连续、高频采集，当水位变化较快时，可以实现水位的时时监测。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是利用本实用新型所述测量装置得到的水位与电导值关系曲线；图3是利用本实用新型所述测量装置得到的水位随时间的变化曲线。
具体实施方式
以下将结合附图，详细地说明本实用新型的技术方案。如图1所示，本实用新型所述的测量装置，包括若干个测压管，测压管底部与待测 水位位置相连通，测压管内等间距设置两根金属铜丝，两根金属铜丝的间距为15mm ；铜丝 与电导探测系统中数据采集�？榈亩嗦方涌谙嗔莶杉？橛胧荽淠？橄嗔� 据传输�？橥ü荽湎哂胛⑿图扑慊嗔�。如图2所示，利用本实用新型所述的测量装置，测量了不同的液体在测压管内处 于不同水位时的电导值，建立了电导值与水位值的关系。其过程是在测压管内，使水位依 次上升，每升高一次水位，记录下该水位下对应的电导值，以电导值为横坐标轴，以水位值 为纵坐标轴，建立电导与水位的关系。如图3所示，利用本实用新型所述的测量装置，在确定了电导值与水位的关系后， 测量了水位变化的过程。其过程中，利用电导探测系统测量测压管内的电导值，利用数据采 集系统每隔一定的时间采集数据，并将数据传输至微型计算机内存储；利用测量到的电导 值数据，结合得到的电导值与水位的关系，计算得到水位值，从而得到水位与时间的关系。
权利要求一种自动测量水位变化的测量装置，其特征包括一系列测压管、数据采集模块、数据传输�？橐约拔⑿图扑慊扛霾庋构苡氩煌牟饬课恢孟嗔ǎ辉诓庋构苣诘燃渚嗌柚昧礁鹗羲浚坑氲绲继讲庀低持惺莶杉？榈牟饬拷涌谙嗔莶杉？橛胧荽淠？橄嗔荽淠？橥ü荽湎哂胛⑿图扑慊嗔�。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，测压管的数量为待测位置的数量。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，测压管内径为15mm。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，测压管材料为绝缘PVC材料。
5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，测压管铜丝间距为15mm。
专利摘要本实用新型涉及一种自动测量水位变化的测量装置，其包括一系列测压管、电导测量仪、数据采集系统以及计算机。测压管采用管径为15mm的PVC管，每个测压管与不同的测量位置相连通；在测压管内等间距设置两根金属丝，根据介质导电的物理特性，得到水位与电导值的关系曲线；通过测量测压管内电导值的大�。岷系玫降乃挥氲绲贾档墓叵担扑愕玫剿坏母叩�。电导值的数据采用高精度电导仪进行测量，电导数据通过数据采集系统自动采集，并传输至微型计算机，通过测量电导值随时间的变化监测水位数据的变化，因此，按照本发明提供的装置，可以方便准确的得到水位的数据，并实时的监测水位的变化情况。
文档编号G01F23/22GK201716069SQ20102010588
公开日2011年1月19日 申请日期2010年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者梁越, 王宇铭, 陈亮, 陈建生 申请人:河海大学
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