[发明专利]隔离式一体化高精度液位测量设备及液位测量方法

说明书

本发明公开了一种隔离式一体化高精度液位测量设备及测量方法，所述设备包括外壳以及设置在外壳内部的感应面板和单片机；感应面板上设有n个感应区、n路感应电容转换电路、n‑1个液位测量电极、一个液体参考电极、一个环境参考电极以及n‑1个电容数字转换器，每两个相邻的感应区之间布置一个液位测量电极，每个液位测量电极与对应的电容数字转换器连接，液体参考电极和环境参考电极分别与每个电容数字转换器连接，感应电容转换电路和电容数字转换器分别与单片机连接。本发明采用一体化设计，采用无外露触点的隔离式测量方式，可以实现1mm测量精度，能够防止误导通，保证测量准确性，适用于城市内涝、地下排水管网、污水监测、大坝渗流监测等环境。

技术领域

本发明涉及一种液位测量设备，尤其是一种隔离式一体化高精度液位测量设备及测量方法，属于积水检测技术领域。

背景技术

随着城市化的快速发展，城市的积水内涝和地下管网排水不畅的问题日益突出。尤其是大中型城市，往往形成“大雨必涝”的城市通病。因此，各大城市开始重点关注城市低洼地带的积水水深和地下管网水位，投入了大量的人力物力财力对积水和地下管网水位进行监测，但是由于现实环境复杂恶劣，还没有让人十分满意的测量设备。

目前应用于积水监测较多的设备包括电子水尺、液介式超声波、压力式水位计等，都存在各自的弊端。电子水尺测量功耗低，测量结果稳定，但是由于触点暴露在外面，使用时间长了容易损坏触点，同时也可能粘连杂质杂物，造成误导通。液介式超声波以液体为传输介质，可避免行人和车辆通行的影响，但由于安装在路面，时间长了容易积尘导致测量不准。压力式水位计测量范围广，但在水深较低时测量误差较大且容易造成探头堵塞。

目前，用于地下管网水位监测的设备主要包括声波水位计、气介式超声波水位计、雷达水位计。声波水位计只能安装在位于路边的管井，对于道路中间的管井无能为力；气介式超声波水位计测量精度受温度和湿度影响；雷达水位计测量功耗较高且存在一定的测量盲区。

综上所述，目前迫切需要一种新型的液位测量设备，能兼容积水水深监测和地下管网水位监测，能适用于恶劣的应用环境，做到测量精度高、整体功耗小、维护频次低、维护成本低。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的问题，提供了一种隔离式一体化高精度液位测量设备，该设备采用一体化设计，体积小巧，采用无外露触点的隔离式测量方式，可以实现1mm测量精度，能够防止误导通，保证测量准确性，适用于城市内涝、地下排水管网、污水监测等各种恶劣环境。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述设备的液位测量方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种隔离式一体化高精度液位测量设备，包括外壳、感应面板和单片机，所述感应面板和单片机设置在外壳内部；

所述感应面板上设有n个感应区、n路感应电容转换电路、n-1个液位测量电极、一个液体参考电极、一个环境参考电极以及n-1个电容数字转换器，n个感应区从下到上依次等距布置，感应区与感应电容转换电路一一对应，每个感应区与对应的感应电容转换电路连接，每两个相邻的感应区之间布置一个液位测量电极，所述液体参考电极位于感应面板底部，所述环境参考电极位于感应面板顶部，且处于液位测量量程以外的位置，液位测量电极与电容数字转换器一一对应，每个液位测量电极与对应的电容数字转换器连接，所述液体参考电极和环境参考电极分别与每个电容数字转换器连接，所述感应电容转换电路和电容数字转换器分别与单片机连接；其中，n≥2。

进一步的，所述设备还包括数据传输模块和供电电池，所述数据传输模块和供电电池设置在外壳内部；

所述数据传输模块，用于实现液位测量设备与数据服务器之间的通信，使液位测量设备通过无线网络将测量得到的数据传输给数据服务器；

所述供电电池，用于为液位测量设备供电。