一种超声波静力水准仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声波静力水准仪，其包括储液罐、安装座以及测量电路板；所述储液罐的侧壁设有与储液罐内腔相通的通气接口和通液接口，通液接口低于通气接口；所述安装座安装于储液罐底部上且安装座与储液罐底部之间形成有安装腔室，安装腔室与储液罐内腔相互独立；所述测量电路板安装于安装腔室内，测量电路板上设有处理器、超声波传感器、超声波激励模块、超声波接收模块、通信模块以及供电模块。本实用新型专利技术成本低、测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波静力水准仪
本技术涉及静力水准系统领域，特别是指一种超声波静力水准仪。
技术介绍
静力水准系统是一种高精密液位测量系统，该系统适用于测量多点的相对沉降。在使用中，静力水准系统是将多个静力水准仪安装于多个监测点上，其中选择一个监测点作为基准参照点，各个静力水准仪连通在一起而使得各个静力水准仪内部液体的液面处于同一水平面上，这样当某个监测点出现沉降时，各个静力水准仪内部液体的液面高度会发生变化，每个静力水准仪通过各自内部测量装置测量出各自内部液体的液面高度，各个静力水准仪各自的液面高度信息传输至后台系统，后台系统经过计算便能得到各监测点相对于基准参考点的相对沉降。根据测量液面高度的方式不同，目前的静力水准仪主要分为CCD静力水准仪、光纤光栅静力水准仪、压力式静力水准仪和振弦式静力水准仪，其中CCD静力水准仪和光纤光栅静力水准仪虽然测量液面高度精度高，但是设备成本高，对企业负担大；而压力式传感器容易受到震动的影响，测量液面高度精度低；振弦式静力水准仪则设备笨重，安装时对施工人员要求高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种超声波静力水准仪，其成本低、测量精度高。为了达成上述目的，本技术的解决方案是：一种超声波静力水准仪，其包括储液罐、安装座以及测量电路板；所述储液罐的侧壁设有与储液罐内腔相通的通气接口和通液接口，通液接口低于通气接口；所述安装座安装于储液罐底部上且安装座与储液罐底部之间形成有安装腔室，安装腔室与储液罐内腔相互独立；所述测量电路板安装于安装腔室内，测量电路板上设有处理器、超声波传感器、超声波激励模块、超声波接收模块、通信模块以及供电模块；所述处理器与超声波激励模块、超声波接收模块和通信模块分别电连接，超声波激励模块和超声波接收模块电连接超声波传感器，供电模块给处理器、超声波激励模块、超声波接收模块和通信模块供电。所述测量电路板上还设有与处理器电连接的温度传感器，所述储液罐底部对应于温度传感器开设有一通孔，温度传感器的测量端穿过通孔后伸入储液罐内腔中，温度传感器与通孔密封配合。所述超声波激励模块包括激励电压调整电路和激励控制电路；所述激励电压调整电路的输入端电连接供电模块的一个电压输出端，激励电压调整电路的控制端电连接处理器，激励电压调整电路的输出端电连接激励控制电路的输入端，激励控制电路的输出端电连接超声波传感器的正电源端，激励控制电路的控制端电连接处理器。所述激励电压调整电路包括电阻R5、电阻R11、电阻R15，电容C8、电容C17、三极管Q1和运算放大器IC10；电容C17一端电连接三极管Q1的集电极和运算放大器IC10的电源端并作为激励电压调整电路的输入端，电阻R15的一端作为激励电压调整电路的控制端，电阻R15的另一端电连接电容C8的一端和运算放大器IC10的同相输入端，运算放大器IC10的反相输入端电连接电阻R11的一端和电阻R5的一端，运算放大器IC10的输出端电连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极电连接电阻R11的另一端并作为激励电压调整电路的输出端，电容C17的另一端、电容C8的另一端、电阻R5的另一端和运算放大器IC10的接地端接地。所述激励控制电路包括电阻R13、电阻R16、电阻R29、电阻R51、电阻R55、电容C24、电容C27、电容C32、三极管Q2、三极管Q5、三极管Q6和双向二极管D5；电阻R13一端电连接电容C24的一端并作为激励控制电路的输入端，电阻R13另一端电连接电容C27的一端、电阻R55的一端和三极管Q5的集电极，电容C24的另一端和电容C27的另一端接地；电阻R55的另一端电连接电阻R29的一端、三极管Q2的基极、三极管Q5的基极和三极管Q6的集电极，三极管Q5的发射极电连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极接地，电阻R29的另一端电连接双向二极管D4的一端，双向二极管D4的另一端作为激励控制电路的输出端；三极管Q6的基极电连接电阻R16的一端、电阻R51的一端和电容C32的一端，三极管Q6的发射极Q6和电阻R51的另一端接地，电阻R16的另一端电连接电容C32的另一端并作为激励控制电路的控制端。所述超声波接收模块包括电阻R3、电阻R4、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R26、电阻R43、电阻R58、双向抑制二极管TVS4、电容C6、电容C7、电容C16、电容C19、电容C23、电容C52、双向二极管D5和运算放大器IC4；电容C52的一端作为超声波接收模块的输入端，超声波接收模块的输入端电连接超声波传感器的正电源端；电容C52的另一端电连接电阻R58的一端，电阻R58的另一端电连接双向二极管D5的一端和电容C16的一端，双向二极管D5的另一端接地，电容C16的另一端电连接电阻R22的一端，电阻R22的另一端电连接电阻R3的一端和运算放大器IC4的同相输入端，电阻R3的另一端电连接电容C6的一端、电阻R19的一端和电阻R20的一端，运算放大器IC4的反相输入端电连接电阻R4的一端和电阻R26的一端，电阻R26的另一端电连接电容C19的一端，电容C19的另一端接地，运算放大器IC4的输出端电连接电阻R4的另一端、电阻R21的一端，电阻R21的另一端电连接电容C23的一端和双向抑制二极管TVS4的一端并作为超声波接收模块的输出端，超声波接收模块的输出端电连接处理器；运算放大器IC4的接地端、双向抑制二极管TVS4的另一端和电容C23的另一端接地；运算放大器IC4的电源端电连接电阻R20的另一端、电阻R43的一端和电容C7的一端，电阻R19的另一端、电容C6的另一端和电容C7的另一端接地，电阻R43的另一端电连接供电模块的一个电压输出端。所述超声波接收模块的输出端通过AD转换模块和FPGA模块与处理器电连接，超声波接收模块的输出端电连接AD转换模块的输入端，AD转换模块的输出端电连接FPGA模块，FPGA模块通过SPI总线与处理器电连接。所述测量电路板上还设有与处理器电连接的三轴加速度传感器。所述测量电路板上还设有电源防雷击模块，所述电源防雷击模块包括自恢复保险丝F1、双向抑制二极管TVS1和双向抑制二极管TVS2；所述自恢复保险丝F1一端电连接双向抑制二极管TVS1的一端并作为电源防雷击模块的输入端，电源防雷击模块的输入端用于接入外部电源，自恢复保险丝F1的另一端电连接双向抑制二极管TVS2的一端并作为电源防雷击模块的输出端，电源防雷击模块的输出端与供电模块的输入端电连接。所述超声波传感器贴附于储液罐底部上。采用上述方案后，本技术通过超声波传感器能实现对储液罐内的液体的液面高度的测量，超声波传感器相比较现有的CCD静力水准仪中采用的CCD光电传感器和光纤光栅静力水准仪中采用光纤光栅传感器，成本更低，从而使得本技术的成本低；而且通过超声波传感器来实现对储液罐内的液体的液面高度的测量，测量时不受外界振动干扰，测量精度高。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的分解图；图3为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波静力水准仪，其特征在于：包括储液罐、安装座以及测量电路板；/n所述储液罐的侧壁设有与储液罐内腔相通的通气接口和通液接口，通液接口低于通气接口；/n所述安装座安装于储液罐底部上且安装座与储液罐底部之间形成有安装腔室，安装腔室与储液罐内腔相互独立；/n所述测量电路板安装于安装腔室内，测量电路板上设有处理器、超声波传感器、超声波激励模块、超声波接收模块、通信模块以及供电模块；所述处理器与超声波激励模块、超声波接收模块和通信模块分别电连接，超声波激励模块和超声波接收模块电连接超声波传感器，供电模块给处理器、超声波激励模块、超声波接收模块和通信模块供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波静力水准仪，其特征在于：包括储液罐、安装座以及测量电路板；
所述储液罐的侧壁设有与储液罐内腔相通的通气接口和通液接口，通液接口低于通气接口；
所述安装座安装于储液罐底部上且安装座与储液罐底部之间形成有安装腔室，安装腔室与储液罐内腔相互独立；
所述测量电路板安装于安装腔室内，测量电路板上设有处理器、超声波传感器、超声波激励模块、超声波接收模块、通信模块以及供电模块；所述处理器与超声波激励模块、超声波接收模块和通信模块分别电连接，超声波激励模块和超声波接收模块电连接超声波传感器，供电模块给处理器、超声波激励模块、超声波接收模块和通信模块供电。


2.如权利要求1所述的一种超声波静力水准仪，其特征在于：所述测量电路板上还设有与处理器电连接的温度传感器，所述储液罐底部对应于温度传感器开设有一通孔，温度传感器的测量端穿过通孔后伸入储液罐内腔中，温度传感器与通孔密封配合。


3.如权利要求1或2所述的一种超声波静力水准仪，其特征在于：所述超声波激励模块包括激励电压调整电路和激励控制电路；所述激励电压调整电路的输入端电连接供电模块的一个电压输出端，激励电压调整电路的控制端电连接处理器，激励电压调整电路的输出端电连接激励控制电路的输入端，激励控制电路的输出端电连接超声波传感器的正电源端，激励控制电路的控制端电连接处理器。


4.如权利要求3所述的一种超声波静力水准仪，其特征在于：所述激励电压调整电路包括电阻R5、电阻R11、电阻R15，电容C8、电容C17、三极管Q1和运算放大器IC10；电容C17一端电连接三极管Q1的集电极和运算放大器IC10的电源端并作为激励电压调整电路的输入端，电阻R15的一端作为激励电压调整电路的控制端，电阻R15的另一端电连接电容C8的一端和运算放大器IC10的同相输入端，运算放大器IC10的反相输入端电连接电阻R11的一端和电阻R5的一端，运算放大器IC10的输出端电连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极电连接电阻R11的另一端并作为激励电压调整电路的输出端，电容C17的另一端、电容C8的另一端、电阻R5的另一端和运算放大器IC10的接地端接地。


5.如权利要求3所述的一种超声波静力水准仪，其特征在于：所述激励控制电路包括电阻R13、电阻R16、电阻R29、电阻R51、电阻R55、电容C24、电容C27、电容C32、三极管Q2、三极管Q5、三极管Q6和双向二极管D5；电阻R13一端电连接电容C24的一端并作为激励控制电路的输入端，电阻R13另一端电连接电容C27的一端、电阻R55的一端和三极管Q5的集电极，电容C24的另一端和电容C27的另一端接地；电阻R55的另一端电连接电阻R29的一端、三极管Q2的基极、三极管Q5的基极和三极管Q6的集电极，三极管Q5的发射极电连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极接地，电阻R29的另一端电连接双向二极管D4的一端，双向二极管D4的另一端作为激励控制电路的输出端；...

【专利技术属性】
技术研发人员：高顺喜，叶尚莹，李祥达，邱少惠，林忠贤，
申请(专利权)人：厦门忻德信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35