[发明专利]用于水电发电站的水量监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及水资源监测领域，具体涉及用于水电发电站的水量监测仪。

背景技术

水是人类赖以生存的自然资源，水质监测是合理开发利用和保护水土资源提供系统的水质资料的重要基础工作。对于山洪灾害缺乏实时监测和应急监测的装备手段，不具备现场分析和跟踪监测调查等快速反应能力，当突发山洪灾害时，也不能快速的做出反应，从而造成了严重的自然灾害。目前，还缺乏一种能够对水质工作进行数字化，导致新型资源共享困难。水质信息采集、传输、处理的手段相当落后，从现场取样、实验室分析到数据处理多为人工作业，监测数据仍采用邮寄或电传方式上报，耗费时间长，不能及时从中发现问题。另外，水资源监测缺乏先进技术的支撑，信息化水平低，进一步阻碍了人们对水资源的合理利用以及预防。特别是在水电发电领域，由于阀门的调整还要受到水量和水位的影响，而现有的设备中还缺乏一种能够实时利用水量水位信息以及阀门变化信息，从而对阀门进行更准确的调整。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供用于水电发电站的水量监测仪，该监测终端能够对水量和水位信息进行监测，利用阀位传感器监测水电站阀门的变化信息，同时结合水量和水位信息对阀门偏差的大小和方向进行调整，调整更准确，该终端还专门设置防雷的部分，更适合于在野外使用。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：用于水电发电站的水量监测仪，包括微控制器、连接在微控制器上的MC703无线模块、实时时钟芯片、阀位传感器、翻斗雨量计和铁电存储器，在微控制器上还连接太阳能充电控制器和工业相机，太阳能充电控制器还依次连接电源防雷模块和太阳能电池板。

铁电存储器FRAM可以作为数据的缓冲区，微控制器将采集的数据可以先暂存到铁电存储器FRAM中，然后最终将数据存放在存储卡中，实现大容量的存储。翻斗雨量计采用单路采集方式，当降雨量达到翻斗雨量计触发值时，雨量计的两个输入信号产生反转，从而引发外部中断，唤醒处于休眠模式的微控制器，微控制器转入正常工作状态，执行雨量中断程序，将对检测到的雨量信号进行累加和保存。并口水位计对水位的采集是使用12路并行线直接与微控制器的I／O口相连，水位采用查询方式，定时读取数据。阀位传感器能够随时监控阀门的变化情况，并将收集到的信息传给微处理器，微处理器根据偏差的大小和方向进行控制计算(一级控制),向阀门发出电控指令使其进行开、闭动作。压电阀依据控制指令脉冲的宽度对应于气动放大器输出压力的增量,同时气动放大器的输出又被反馈给内控制回路,再次与微处理器的运算结果进行比较运算(二级控制),通过两级控制输出信号到执行机构,执行机构内空气压力的变化控制着阀门行程。微控制器对数据进行处理、利用铁电存储器进行存储和利用无线模块进行数据发送，而实时时钟芯片则给微控制器提供时钟信号，更利于后期的信息化监控以及数据的精确传输利用。而水量和水位信息的提供能够协助调整阀门的方向以及偏差的大小，以确保发电站用水的稳定。该监测终端采用太阳能电池板进行供电，利用太阳能充电控制器传输给微控制器使用，同时还设置电源防雷模块，避免雷电将该供电部分损坏，保证该监测终端在野外恶劣环形下工作的安全可靠。

所述太阳能充电控制器上还连接蓄电池。用于存储太阳能电池板产生的多余电能，在太阳能电池供电不足的情况下再进行释放，保证供电的稳定。

所述微控制器上还连接人机接口和RS485接口。RS485接口的设置可以进一步扩展传感器，采集更多的水情数据，提供更准确的数据信息并传送给微控制器，以便微控制器对数据做进一步的处理。人机接口采用段式微功耗液晶显示器，带键盘控制，实时显示标准时间和交替显示各种参数，以便能够及时了解情况。

所述微控制器的型号为AT89S52单片机。AT89S52单片机带有8kB的Flash存储器和256字节RAM，支持全静态操作及空闲、掉电两种可选节电模式，使用更灵活多样。

无线模块为能够同时支持超短波网络和CDMA网络的无线模块。常用的是CDMA网络，利用电信的公网来进行通信，使用方便，费用较低。超短波网络作为备用网络，当在CDMA网络不能覆盖到的偏远地区时，或者CDMA网络在维护不能使用时，可以启用超短波网络继续进行数据的传送，使得通信连贯，及时进行数据通信。

所述实时时钟芯片的型号为DS1302。该时钟芯片是一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，采用双电源供电，可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流的充电能力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：