[实用新型]一种水位冻结监测传感器

说明书

本实用新型公开了一种水位冻结监测传感器，包括监测探头、控制芯片、信号放大模块和电池；所述监测探头的内部为空腔，且空腔的底部为敞口；所述空腔内表面沿竖直方向设置有若干对发光二极管和光敏二极管，且每对的发光二极管和光敏二极管位于同一高度且相对设置；所述控制芯片通过若干个数据端子分别与每个发光二极管连接，用于控制依次发光；所述信号放大模块包括若干个信号放大器，用于对相应的光敏二极管的电流信号进行放大处理，并发送给控制芯片；所述控制芯片与每个信号放大器连接，用于根据得到的电流放大信号判断每对发光二极管与光敏二极管之间的介质类型，进而计算水位高度以及冰层厚度。本实用新型水位冻结监测传感器的精度高、反应快。

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，具体是指一种水位冻结监测传感器。

背景技术

目前，寒区隧道常常因为中心排水沟洞口段冻结导致排水系统失效，隧道衬砌背后空洞积水冻胀损害衬砌结构，中心水排水不畅冻结、衬砌背后空洞积水冻胀严重威胁隧道运营安全。因此，如何方便有效的监测隧道中心排水沟水位及衬砌背后空洞内水位和冻结情况，是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种水位冻结监测传感器，可以获得待检测部位的水位高度、水体是否冻结的信息，其精度高、反应快。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水位冻结监测传感器，包括：监测探头、控制芯片、信号放大模块和电池；

所述监测探头的内部为空腔，且空腔的底部为敞口；

所述空腔内表面沿竖直方向设置有若干对发光二极管和光敏二极管，且每对的发光二极管和光敏二极管位于同一高度且相对设置；

所述控制芯片通过若干个数据端子分别与每个发光二极管连接，用于控制所有发光二极管依次发光；

所述信号放大模块包括若干个信号放大器，信号放大器的数量与光敏二极管数量相同；每个信号放大器均与对应的一个光敏二极管连接，用于对光敏二极管的电流信号进行放大处理，并发送给控制芯片；

所述控制芯片通过若干个数据端子分别与每个信号放大器连接，用于根据得到的电流放大信号判断每对发光二极管与光敏二极管之间的介质类型，进而计算水位高度以及冰层厚度；

所述电池为监测探头、控制芯片以及信号放大模块提供电源。

在更优的技术方案中，所述水位冻结监测传感器还包括无线传输模块，所述控制芯片和电池均与无线传输模块连接；所述无线传输模块用于将控制芯片得到的水位高度以及冰层厚度发送至云端，以及从云端接收初始位置设置。

在更优的技术方案中，所述电池为锂电池。

在更优的技术方案中，每对发光二极管与光敏二极管之间的距离相同，取值范围为2～3cm。

有益效果

本实用新型在监测探头内部空腔表面沿竖直方向设置若干对发光二极管和光敏二极管，然后根据光敏二极管的电流值判断每对发光二极管与光敏二极管之间的介质类型，进而根据控制芯片内置的每对发光二极管与光敏二极管的高度，计算得到寒区隧道的中心排水沟洞口段的水位高度和冰层厚度。本实用新型这种利用水、冰、空气对光的反射率不同，使得光敏二极管的电流不同的原理获取水位高度和冰层厚度的水位冻结监测传感器，其精度高、反应快，为隧道维护提供指导。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的水位冻结监测传感器；

其中，1-监测探头、2-信号放大模块、3-控制芯片、4-电池、5-无线传输模块，6-发光二极管，7-光敏二极管。

具体实施方式