[发明专利]一种自动检测跟踪水位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水位检测跟踪方法，属于自动化检测技术领域，尤其是一种能检测水位和跟踪水位的装置。

背景技术

在诸多科研课题、实验工程及水文观测中不仅要实时检测水位，有时还须测量水表面及水面以下不同深度的流速和温度变化等参数。例如火电厂的温排水物理模型实验中，必须准确地测量水位、水表面的流速、水表面及水面以下不同深度的温度分布情况，以此来研究温排水的水力热力特性，这便要求流速仪表、温度仪表能随着水位变化而共同移动，以维持测量深度。能测量水位并且可以携带其他仪器进行多参数检测的跟踪水位装置是不可缺少的设备。目前，国内外水位检测技术及相应产品有两大类型，一类是接触测量，一类是非接触测量。非接触测量类主要介绍两种，一种是超声波水位传感器，工作原理是向水面发射一束超声波，被水面反射后，传感器再接收此反射波。超声波波速一定，根据超声波往返的时间就可以计算出传感器到水面的距离，进而测量出水位。另外一种是激光水位传感器，采用回波分析原理来测量水位，激光水位传感器通过激光发射器发射一定数量的激光脉冲到水表面并返回至接收器，通过计算激光脉冲从发射到水面并返回至接收器所需的时间，以此计算出水位。主要的接触测量类有差压式电容水位传感器，水位高低导致水的压力不同，依靠水的压力与空气之间的压力差改变电容两极板之间的距离，距离变化引起电容值的变化，通过测量电容值进而求得水位。还有磁致伸缩水位传感器，利用磁性材料的磁致伸缩效应进行水位测量，由检测头、保护套管、磁致伸缩波导丝、磁浮子以及阻尼器等组成。检测头安装在水面上方，装有波导丝的保护套管插入水中，磁浮子浮于水表面且随着水位变化而沿保护套管上下滑动。工作时，检测头中的电子装置首先在磁致伸缩波导丝上施加一个激励电脉冲信号，根据电磁场理论，此电脉冲伴随一个环型磁场，以光速沿磁致伸缩波导丝向下传递，当该环形磁场遇到磁浮子中磁铁产生的纵向磁场时，磁致伸缩波导丝会产生扭曲形变，从而激发扭转波。扭转波沿波导丝以超声波的形式向两端传播，向顶部传播的超声波将传到传感器检测头中，记下发送激励脉冲的时间和接收到超声回波的时间，根据超声波的传播速度，可计算出检测头与水面之间的距离，进而求得水位。这几种水位检测技术及相关产品都是固定安装在某处测量水位，而不能实时跟踪水位。磁致伸缩水位传感器的磁浮子虽漂浮在水面上，但磁浮子体积小不能携带其他仪器（如温度测量仪器等）进行水表面及以下不同深度的其他参数测量。例如，在不同的水位下始终保持测量水面下20mm处的温度，此时这些仪器就不能同时携带温度仪器进行水面下不同位置的温度测量。中国专利“自动水位跟踪测试系统”（专利号ZL201120158462.8），采用水位感应探针、控制器、涡轮减速器等实现自动跟踪水位。但是它不能测量水位，无法用于即测量水位又实时跟踪水位的工程应用中。

发明内容

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种既能测量水位又能实时跟踪水位的自动检测跟踪水位的方法。

本发明方法是：