[实用新型]一种变送式高速水位仪

说明书

技术领域

本实用新型属于高精度水位测量领域，尤其涉及一种变送式高速水位仪。

背景技术

在地震、水利、环保等行业都会涉及到对水位物理量的实时观测。特别是地震行业，早在宋朝李昉等编纂的《太平御览》中就有记载：“墨子曰：三苗欲灭时，地震泉涌。”——记载了距今约4300年的舜帝时期山西南部地震，这是我国最早有关地震与地下水的描述。据统计，中国历史地震资料中所记载的地震前后的异常现象有1160条之多，其中与地下水、地下气体有关的现象约占50％以上。1966年邢台宁晋7.2级地震发生后，为有效监测余震活动，在地震现场开展了地下水位、流量、水氡以及水化学组分等项目的观测工作。从此，中国开始了利用地下流体进行地震科学探索的工作。

水位观测原来的使用模拟方式，如浮子式水位传感器，采用滚筒记录纸的模式，这种水位仪需要天天定时进行换纸，并且定期需要对记录笔进行更换，随着水位的数字化，这样模拟的水位记录仪已逐渐退出历史舞台。但模拟水位记录仪，由于采用浮子式，直接跟水位振荡同步，从而可以记录到较高频率的水位振荡过程，譬如地震引起的水震波，只是由于是纸介质记录，无法对高频的水位振荡过程进行数字化。

随着压力测试技术的突飞猛进，水位测量逐渐采用压力式传感器，其中典型的为差压式与绝压式压力测量。差压式，一般在测量电缆中带导气管，将大气压力通过导气管平衡到传感器中，从而实现水柱高度的测量；而绝压式则需要对井下水某处的绝对压力进行测量，同时需要同步的气压测量，可见其测量精度取决于两支压力传感器，对于高精度的水位测量一般采用差压式压力传感器。

利用压力式水位传感器完全替代原模拟水位传感器，需解决两个技术问题：一个是信号的较长距离输送，目前我国地下水位埋深处在几米到一百多米，将信号较长距离的输送是水位传感器要解决的第一个技术问题；其次是水位仪的跟随速度与采样速度，地震引起的水震过程，一般周期在几秒到几十秒之间，如果采用传统的小时采样，或者分采样都会导致水震信息的失真或者丢失。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提出采用电流变送的方式解决较长距离的水位测量信号传输以及高速采样问题，从而实现对水震波的不失真记录。

本实用新型的变送式高速水位仪，包括：传感器、变送器、电缆以及主机，所述传感器的输出端与所述变送器的输入端连接，所述变送器的输出端与所述主机的输入端通过电缆连接，其中，所述传感器用于感测水位，所述传感器的电压输出信号传输至变送器，所述变送器用于将所述电压输出信号转换为电流信号，所述电缆用于将所述电流信号传输至所述主机，所述主机用于根据所述电流信号完成数据采集。

优选地，所述变送器的零点调节电阻、满量程调节电阻采用标准电阻箱进行匹配，并焊接相同阻值的第一精密电阻代替电位器。

优选地，所述电缆为两芯的屏蔽电缆，包括缆芯和屏蔽线芯。

优选地，所述缆芯既用于传感器的供电，也用于电流信号的返回。

优选地，所述主机包括电流/电压转换单元和AD转换器，所述电流/电压转换单元的输出端与所述AD转换器的输入端连接。

优选地，所述电流/电压转单元用于将所述传感器传回的电流信号转换为电压信号。

优选地，所述电流/电压转单元是阻值为62.5Ω的第二精密电阻。

优选地，所述AD转换器用于将所述电流/电压转换单元输出的电压信号进行数模转换获得数字化采集数据。

优选地，所述水位仪的采样率设置为1次/秒。

本实用新型具有下列优点：

1、本实用新型的变送式高速水位仪，变送器的零点调节电阻、满量程调节电阻采用标准电阻箱进行匹配，然后采用精密电阻进行焊接的方式，可以消除由于传统电位器的不稳定性带来的测量误差，并且通过变送方式将压敏元件的测量信号可靠地无损耗地传回到地面主机；

2、本实用新型的变送式高速水位仪，采样率提升到1次/秒，可不失真地记录到地震引起的水位振荡过程。

附图说明

图1为本实用新型的变送式高速水位仪的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型作进一步说明，其目的仅在于更好地理解本实用新型的研究内容而非限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的变送式高速水位仪主要包括传感器(水位传感器)1、变送器2、电缆3以及主机4。其中，传感器1的输出端与变送器2的输入端连接，将传感器1的输出信号传输至变送器2的输入端。变送器2的输出端与主机4的输入端通过电缆3连接。