[发明专利]非接触测压式明渠污水流量计

说明书

本发明涉及一种明渠污水流量计，属于环境监测用电子测控装备，具体说是一种非接触测压式明渠污水流量计。

明渠污水流量的测量是环境监测项目之一，目前，国内外广泛采用的测量方法是基于堰槽上游水位与流量呈单值关系的原理，即流量与水位存在一定的经验关系式，通过测量堰槽上游水位，经过计算即可得到污水流量，因此，明渠污水流量计实际上是带有计算功能的水位计，在本实用新型作出以前测量水位的方法有两种形式：超声波式和压力传感器式。前者属于非接触测量，由于堰槽上游水面波动、杂物、温度等因素对超声波的反射及传播速度有很大影响，导致液位测量数据不准，因此，在实际中使用较少。

后者属于采用静压法测量水位的压力式流量计，是将压力传感器置于与堰槽上游水体连通的“静水井”底部，以测量静水井的水位等效于测量堰槽上游水位，这种方法由于压力的测量比较直接，价格也相对低廉，因此，获得了推广。这种方法同样存在着不可忽视的弊病，因为，对于绝大多数污水而言，都具有一定的腐蚀性，传感器置于水中，受污水腐蚀，使用寿命短，需频繁更换压力传感器，维护费用高，给用户增加了经济负担，并带来不便，对此用户反响很大。

本发明的目的是：针对现有技术存在的弊端而提供一种非接触测压式明渠污水流量计，采用的差压传感器置于堰槽之外进行测量，可根除因压力传感器置于水中易受污水腐蚀的弊病，延长传感器的使用寿命，减少频繁更换压力传感器给用户造成的不便，减轻用户的经济负担，且操作使用方便。

本发明的技术路线是利用吹气等压原理测出检测点的水底压力的差压信号，并送至置于堰槽之外的差压传感器输入端，间接测压，经计算机计算得到水位深度和污水流量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种非接触测压式明渠污水流量计，包括：水位感测单元、A/D转换器、计算机、操作键盘、显示屏、为电控部分提供工作电压的电源、用于安装各种元、器件的箱体，其特征在于：水位感测单元是一个气控组合，其中，作为水位探头用的测量管的一端透孔，另外一端与一气管密封连接，气管的另外一端与气体缓冲装置的一出气端连接，气体缓冲装置的进气端与流量传感器的出气端用气管连接，流量传感器的进气端与微型气泵的出气口用气管连接，流量传感器的电信号输出端通过导线与流量测控单元的信号输入端连接，流量测控单元的输出与微型气泵的输入相连，气体缓冲装置的另一出气端与差压传感器的正压气嘴用气管连接，差压传感器的负压气嘴接大气，差压传感器的电信号输出端用导线连接到前置放大器的输入端，前置放大器的输出电信号连接到A/D转换器的输入端口。

所述的流量测控单元，含PID调节电路和电压调节电路，PID调节电路的信号输入端与流量传感器的电信号输出端连接，电压调节电路的输出连接到微型气泵的电源端口。

所述的前置放大器是具有平滑滤波电路的差动放大器。

所述的水位探头用测量管安装在堰槽上方的支架上，其水下的出气口高出堰槽槽底一定高度，且出气口背对水流方向。

所述的计算机配置有打印机接口、打印机、调制解调器。

所述的气体缓冲器、流量传感器、流量测控单元、差压传感器、前置放大器、微型气泵连同A/D转换器、计算机、调制解调器、为电控部分提供工作电压的电源均安装在一箱体内，显示屏、操作键盘、打印机接口安装在该箱体的面板上，箱体的外侧板上安装有气路接口、电源进线插座，调制解调器连线端子。

本发明与现有技术相比有许多优点和积极效果：利用吹气等压原理实现了堰槽上游水位高度的非接触测量，排除了污水表面的各种干扰对测量精度的影响，避免了传感器及其连接电缆由于长期浸泡在污水中的各种弊端，延长了传感器的使用寿命，减少了维护工作量和维护费用，而且与传统的接触式传感器测压法相比，增加的成本极少，易于制造，操作方便。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明实施例的原理图；

图2是本发明实施例的流量测控单元的电路图；

图3是本发明实施例的前置放大器的电路图；

图4是本发明实施例的箱体外部结构图；

图5是接触式传感器测压法的原理图。