地下水水位监测预警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了地下水水位监测预警系统，包括水位监测模块和预警模块，水位监测模块包括激光测距传感器和信号处理电路，信号处理电路包括差动放大调节单元和稳定滤波反馈单元，差动放大调节单元的输入端连接激光测距传感器的信号输出端，差动放大调节单元的输出端连接稳定滤波反馈单元的输入端，预警模块包括控制器和无线传输模块，控制器的A/D采样端连接稳定滤波反馈单元的输出端，控制器通过数据总线连接无线传输模块；本实用新型专利技术通过设置信号处理电路对激光测距传感器的检测信号进行调理，有效避免外部干扰因素对激光测距检测信号的影响，提升检测信号的稳定性和精准度，激光测距数据准确有效，从而保证地下水水位监测预警系统的可靠性。测预警系统的可靠性。测预警系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
地下水水位监测预警系统


[0001]本技术涉及地下水水位监测
，特别是涉及一种地下水水位监测预警系统。

技术介绍

[0002]随着城市轨道交通的快速发展，地下工程施工难度的增加，有效、安全、可控的施工方法越来越受重视，自动化控制技术随着社会发展，也越来越多的应用到工程施工中，实现信息化施工。目前对地铁轨道基坑施工地下水位检测的主要方式是在施工区域安装差压式水位计或声波式水位计，受传感器精度影响实际使用效果并不理想。
[0003]申请为202010998239.8、名称为“一种基于地铁市政工程用地下水位实时监测装置”，该技术方案通过预埋于地下且竖直设置的管道、安装在管道内且与地下水连通的检测管、放置在检测管内的浮球以及安装在检测管顶部的测距传感器，测距传感器实时对浮球的位移进行监测，并将位移信号反馈至终端设备。而申请为201921468306.4、名称为“一种地铁车站基坑地下水位实时监测装置”也公开了类似的技术方案，其技术原理也是利用固定激光测距传感器和激光反射板及其浮板实现了降水井内水位的实时监测。但在实际使用过程中，激光测距传感器很容易受到外部干扰影响，主要包括电源噪声、相位漂移和信号失调等，干扰激光测距检测信号的稳定性，造成激光测距产生误差，对地下水水位监测预警系统的可靠性带来隐患。
[0004]所以本技术提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本技术之目的在于提供地下水水位监测预警系统。
[0006]其解决的技术方案是：地下水水位监测预警系统，包括水位监测模块和预警模块，所述水位监测模块包括激光测距传感器和信号处理电路，所述信号处理电路包括差动放大调节单元和稳定滤波反馈单元，所述差动放大调节单元的输入端连接所述激光测距传感器的信号输出端，所述差动放大调节单元的输出端连接所述稳定滤波反馈单元的输入端，所述预警模块包括控制器和无线传输模块，所述控制器的A/D采样端连接所述稳定滤波反馈单元的输出端，所述控制器通过数据总线连接所述无线传输模块。
[0007]优选的，所述差动放大调节单元包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3、R4的一端和所述激光测距传感器的信号输出端，并通过并联的电阻R1和电容C1接地，电阻R3的另一端接地，运放器AR1和AR2的同相输入端通过电阻R2接地，运放器AR1的输出端连接电阻R4的另一端、电阻R5的一端和MOS管Q1的漏极，运放器AR2的反相输入端连接电容C2的一端，运放器AR2的输出端连接电容C2的另一端，并通过电阻R6连接电阻R5的另一端和MOS管Q1的栅极。
[0008]优选的，所述稳定滤波反馈单元包括三极管VT1和MOS管Q2，三极管VT1的集电极连
接MOS管Q1的栅极，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的基极和MOS管Q2的源极通过电阻R7接地，MOS管Q2的漏极连接MOS管Q1的源极和电阻R8的一端，MOS管Q2的栅极连接电阻R8的另一端、电感L1的一端和稳压二极管DZ1的阴极，稳压二极管DZ1的阳极接地，电感L1的另一端连接所述控制器的A/D采样端，并通过电容C3接地。
[0009]优选的，所述无线传输模块选用WiFi模块。
[0010]通过以上技术方案，本技术的有益效果为：
[0011]1.本技术通过设置信号处理电路对激光测距传感器的检测信号进行调理，有效避免外部干扰因素对激光测距检测信号的影响，提升检测信号的稳定性和精准度，激光测距数据准确有效，从而保证地下水水位监测预警系统的可靠性；
[0012]2.采用差动放大调节单元对检测信号进行增强处理，利用差动放大原理可以很好地抑制零漂，利用MOS管Q1自身良好的温度特性对放大后的检测信号波形进行改善，进一步抑制温度噪声；同时，利用相位补偿调节作用进一步提升差动放大调节单元输出信号的稳定性；
[0013]3.稳定滤波反馈单元保证了检测信号输出幅值的稳定度，同时利用负反馈调节原理可以有效避免检测信号出现失调，使检测信号得到快速稳定，防止地下水水位监测系统出现误报，保证控制器对检测信号接收的有效性。
附图说明
[0014]图1为本技术水位监测模块的电路原理图。
具体实施方式
[0015]有关本技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
[0016]下面将参照附图描述本技术的各示例性的实施例。
[0017]地下水水位监测预警系统，包括水位监测模块和预警模块，水位监测模块包括激光测距传感器J1和信号处理电路，信号处理电路包括差动放大调节单元和稳定滤波反馈单元，差动放大调节单元的输入端连接激光测距传感器J1的信号输出端，差动放大调节单元的输出端连接稳定滤波反馈单元的输入端；
[0018]预警模块包括控制器和无线传输模块，控制器的A/D采样端连接稳定滤波反馈单元的输出端，用于对水位监测模块的水位检测信号进行采集，控制器通过数据总线连接无线传输模块，具体设置时，无线传输模块选用WiFi模块，通过WiFi模块将水位数据发送至用户后台管理中心。
[0019]如图1所示，差动放大调节单元包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3、R4的一端和激光测距传感器J1的信号输出端，并通过并联的电阻R1和电容C1接地，电阻R3的另一端接地，运放器AR1和AR2的同相输入端通过电阻R2接地，运放器AR1的输出端连接电阻R4的另一端、电阻R5的一端和MOS管Q1的漏极，运放器AR2的反相输入端连接电容C2的一端，运放器AR2的输出端连接电容C2的另一端，并通过电阻R6连接电阻R5的另一端和MOS管Q1的栅极。
[0020]稳定滤波反馈单元包括三极管VT1和MOS管Q2，三极管VT1的集电极连接MOS管Q1的栅极，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的基极和MOS管Q2的源极通过电阻R7接地，MOS管Q2的漏极连接MOS管Q1的源极和电阻R8的一端，MOS管Q2的栅极连接电阻R8的另一端、电感L1的一端和稳压二极管DZ1的阴极，稳压二极管DZ1的阳极接地，电感L1的另一端连接控制器的A/D采样端，并通过电容C3接地。
[0021]本技术的具体工作流程及原理为：利用激光测距传感器J1对地铁轨道基坑施工地下水水位进行实时检测，其检测信号以电信号的形式输出，由于其检测信号微弱，因此首先采用差动放大调节单元对检测信号进行增强处理。其中，电阻R1与电容C1形成的RC滤波器对激光测距传感器J1的输出信号进行降噪，初步滤除因电源噪声引起的尖峰干扰；然后运放器AR1与AR2形成差动放大器对检测信号进行放大，利用差动放大原理可以很好地抑制零漂，MOS管Q1充当差动放大器输出调节管，利用其自身良好的温度特性对放大后的检测信号波形进行改善，进一步抑制温度噪声；同时，电容C2在运放器AR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地下水水位监测预警系统，包括水位监测模块和预警模块，其特征在于：所述水位监测模块包括激光测距传感器和信号处理电路，所述信号处理电路包括差动放大调节单元和稳定滤波反馈单元，所述差动放大调节单元的输入端连接所述激光测距传感器的信号输出端，所述差动放大调节单元的输出端连接所述稳定滤波反馈单元的输入端，所述预警模块包括控制器和无线传输模块，所述控制器的A/D采样端连接所述稳定滤波反馈单元的输出端，所述控制器通过数据总线连接所述无线传输模块。2.根据权利要求1所述地下水水位监测预警系统，其特征在于：所述差动放大调节单元包括运放器AR1和AR2，运放器AR1的反相输入端连接电阻R3、R4的一端和所述激光测距传感器的信号输出端，并通过并联的电阻R1和电容C1接地，电阻R3的另一端接地，运放器AR1和AR2的同相输入端通过电阻R2接地，运放器AR1的输出端连接电阻R4的另一端、电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：张士荣，吴莲，
申请(专利权)人：张士荣，
类型：新型
国别省市：