[发明专利]一种细长直管型超声波液位测量装置及测量方法

说明书

本发明提供了一种细长直管型超声波液位测量装置，包括内表面光滑的测量管，此测量管的顶部敞口中间位置处固定有收发一体的超声波换能器，所述测量管上还设有过滤口，所述超声波换能器与CPU控制板相连，所述测量管的内径小于25mm。本发明还提供一种超声波液位测量方法。本发明具有易与当前的智能闸系统进行集成化，受测量环境影响较小，测量稳定性好，测量精度高等优点。

技术领域

本发明涉及液位测量技术领域，尤其涉及一种适用于远程测控智能闸的细长直管型超声波液位测量装置及测量方法。

背景技术

远程测控智能闸具有远程测控、流量计量与分水控制等功能，是实现灌区全流域高效、科学调水的关键设备，有利于解决人工调水效率低下的问题。远程测控智能闸是通过实时测量闸门前后水位及开度来实现流量测量和分水控制的，其中水位测量传感器是其中的关键计量元件，是实现精确测量的基础。

现有的水位测量装置有投入式静压液位计、超声波液位计和雷达液位计。由于明渠中有淤泥和杂质，投入式静压液位计的测量口容易被堵塞，导致液位计失效，从而造成智能闸的失控，且压力传感器会受到零漂影响，需要定期校调以保持较高的精度。现有市面上的超声波和雷达液位计属于独立系统，体积大，对测量空间要求非常大，需要开放式的空旷的安装区域，无法集成嵌入到现有智能闸的机械本体内，不利于实现与控制闸门的一体化，为设备的现场安装和测量带来不便，而且这类水位传感器受环境影响较大，容易受到外界风力或沙尘的影响，需要进行定期的维护。

超声波探头发射的超声波具有一定的声束角，传统的测量方法是测量声束角范围内，距离超声波探头最近的反射物体的距离，而且测量对象是单一物体的单一回波信号。例如，公告号为CN202196170U的专利文献公开了一种用于狭小空间内的超声波测距装置，其可以控制超声波发射的角度，从而超声波传感器可以选择使用通用的超声波传感器，成本更低；可以有效阻止污水中漂浮物进入超声波测量空间，稳定测量结果，提高测量的精度；可以有效减小水泵启停对测量电路的电磁干扰影响，提高测量准确性，避免设备误动作。然而，该专利产品在工作时同样需要保证超声波发射传感器发出的超声波信号不能接触测量筒1的筒壁，而这就要求测量筒的内径远远超过超声波发射传感器的直径，即此产品所用测量方式只适用于大直径管道(管道直径大于超声波束角范围)，而在直径远小于长度的细长管道中，由于声束角的存在，有极大部分超声波会在到达目标液位时接触到管道内壁，形成的反射波会干扰液位信号的接收，这就决定了上述专利产品不能应用于细长管道的液位测量。

基于上述原因，对于当前的远程智能闸系统，需要一种易于集成安装，测量稳定，不易受外界环境干扰，并且能准确测量当前明渠液位的细长直管型液位测量新技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种细长直管型超声波液位测量装置及测量方法，具有易与当前的智能闸系统进行集成化，受测量环境影响较小，测量稳定性好，测量精度高等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明首先提供一种细长直管型超声波液位测量装置，包括内表面光滑的测量管，此测量管的顶部敞口中间位置处固定有收发一体的超声波换能器，所述测量管上还设有过滤口，所述超声波换能器与CPU控制板相连，所述测量管的内径小于25mm。

优选的，所述测量管的材质为不锈钢。

优选的，所述超声波换能器及CPU控制板设置在外壳内，此外壳以可拆卸方式固定设置在测量管的顶部敞口端。

优选的，所述外壳由壳体和防水盖组成。

本发明还提供一种超声波液位测量方法，包括如下步骤：

S1：将上述液位测量装置竖直固定于现有智能闸的机械本体上；

S2：获取换能器底面与测量管内部底面间的实际距离D；