[实用新型]波浪爬高的电子水尺测量装置

说明书

一、技术领域：本实用新型涉及一种波浪爬高的测量装置，特别是涉及一 种波浪爬高的电子水尺测量装置。

二、背景技术：我国海岸线总长度三万两千多公里，其中大陆海岸线一万 八千多公里，据统计，我国沿海现已建成海堤总长约一万三千多公里，其中重 点海堤四千五百多公里。这些海堤为减少沿海地区灾害损失，起到了十分重要 的作用。监视海堤的安全是沿海防台风监测预报预警的重要手段。由于海堤的 毁坏主要是来自波浪的冲击，在风浪的作用下，波浪爬高常会引起堤防的漫溢 险情，采用实时监测海塘浪潮及海堤的波浪爬高是行之有效的海堤安全监测措 施。海堤浪潮高度或波浪爬高监测，虽然也是一种水位监测，但由于波浪的瞬 间特性和防波堤倾斜坡面的特殊情况，且能量大，破坏性强，至今为止，对海 堤的监测国内还没有很好的科学的监测方法，水利工程中常用的超声波水位计、 浮子式水位计以及压力式水位计都很难适应这种监测需要。

三、实用新型的内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计 新颖、速度快、能够随时监测波浪爬高且测量准确的波浪爬高的电子水尺测量 装置。

本实用新型的技术方案是：

一种波浪爬高的电子水尺测量装置，含有电子水尺和电子水尺采集模块， 所述电子水尺设置在堤坝的迎水面上，所述电子水尺采集模块含有单片机、电 源电路、定时电路、启动电路、电子水尺接口电路、液晶显示器和RS-485串行 接口电路，其中，至少两个所述电子水尺分别通过电子水尺接口电路与单片机 连接，所述定时电路通过所述启动电路与所述单片机连接，所述电源电路的一 个输出端与所述单片机连接，另一输出端与所述电子水尺连接，所述液晶显示 器、所述RS-485串行接口电路分别与所述单片机连接。

所述单片机为C8051F系列单片机。

所述定时电路是由电振荡电路和分频器两部分组成的，由振荡器产生时钟 信号，经分频器产生所需求的定时信号脉冲，用于触发启动电路。

所述启动电路由复位电路和看门狗电路两部分组成，在定时信号触发脉冲 的作用下，启动电路产生200ms左右的复位脉冲，加到所述单片机的复位脚， 使所述单片机复位重新开始运行程序，完成相应的工作。

所述电子水尺接口电路为CMOS运算放大器。

所述电子水尺倾斜设置在堤坝的迎水面上，或者垂直设置在堤坝的迎水面 上；并且相邻电子水尺在垂直高度上没有间隔。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型由电子水尺作为水位传感器，电子水尺采集模块作为前端控 制设备，采用神经网络技术及电子水尺汇接技术把多根电子水尺汇接，等效为 一根大量程水尺，极大地提高了电子水尺的采集速度和电子水尺的量程。利用 电子水尺在固定周期内(2.5～45分钟分段可调)连续自动采集30组实时水位 数据，相邻两组数据采集间隔时间小于2秒钟，作为浪潮爬高的水位数据，能 够实时对监测点的波浪爬高进行监测，其数据由RS—485输出，通过光缆传给 海塘管理署监控中心的后台计算机，由计算机进行储存、分析、计算及报表的 查询和打印，使用十分方便，解决了瞬间抓取波浪(潮位)高度的快速采集问 题。

2、本实用新型通过神经网络技术的应用，解决了瞬间抓取波浪(潮位)高 度的快速采集问题，实现了最长可达30秒的平均值采集和最快300微秒间隔的 连续采集，使电子水尺创新地用于海浪或潮位的爬高监测中，大大扩大了电子 水尺的应用范围。

3、本实用新型根据连接电子水尺的数量将和数据终端连接的主干神经分为 若干个枝干神经，分别和各电子水尺的干神经相连，使多根电子水尺可作为一 根水尺使用，实现了多尺安装，单尺定位，减小了累积误差，增大了量程。

4、本实用新型的水尺接口电路是有效的处理高速海浪浪高捕捉的传感电 路，它采用标准CMOS运算放大器，制作电压比较器，对电子水尺电源系统和电 子采集电路进行监控，CMOS运算放大器组成的电压比较器具有高速准确的特点， 利用电压的瞬时变化进行捕捉，能够准确感知海浪浪高。

5、本实用新型采用的C8051F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片 (SoC)，采用中断方式进行数据高速处理。其采用流水线指令结构，绝大多数 指令的执行时间为1周期，速度高达25MIPS，同时具有看门狗、2个串行口等 功能，完全满足了数据采集处理要求。