CN214893553U - 一种高位水池液位监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高位水池液位监测系统，包括主机、若干从机、监控中心，主机分别与每个从机、监控中心双向通讯连接；每个从机均包括超声波液位计、电流转电压模块、从机单片机、从机nRF无线传输模块；超声波液位计的信号输出端与电流转电压模块的输入端连接，电流转电压模块的输出端与从机单片机的输入端连接，从机单片机通过导线与从机nRF无线传输模块连接；超声波液位计用于测量高位水池内的液位，并将测量到的高位水池内液位相对应的电流信号经过电流转电压模块转换后传输至从机单片机中进行处理，从机单片机将处理后的数据信号通过从机nRF无线传输模块发送至主机，主机接收从机发送的数据信号，并将接收到的数据信号传输到监控中心。

Description

一种高位水池液位监测系统

技术领域

本实用新型涉及液位监测技术领域，尤其涉及一种高位水池液位监测系统。

背景技术

高速公路隧道消防设施是隧道行车安全的重要基本保障之一，隧道消防设施的完好性，是火灾发生后能否得到及时有效扑救的先决条件。

在现行隧道消防设计方案中，为保障高位水池的液位正常，都设计有液位监控系统，使用液位传感器或是浮球开关进行水位在线监控，当水位异常时输出报警信号，但此类系统有如下不足：

1、液位传感器的输出0～10V或4-20mA模拟量信号，代表水池实际水位；由于水池位于山顶或山腰，距水泵房距离远，一般情况大于500米,传感器信号容易受到干扰，导致数据波动。

2、浮球开关输出开关量信号，代表浮球位置有水或没有，但水位高度不直观，且不能进行自身状态诊测，因为开关坏和当前位置无水都是同一个信号，需要其他手段进行核验。

3、现有液位监控系统，都需要布设长距离的信号电缆和供电电缆，由于水池位置特性，高位水池位于半山腰，沿线山体地质变化、当地村民的日常劳作，都有可能破坏传输线缆，需要人员定期巡检。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种高位水池液位监测系统，能够降低监测设备的布置难度，降低施工及维护成本，更加实时、准确的在线监测高位水池的液位状态。

为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高位水池液位监测系统，包括主机、若干从机、监控中心，所述若干从机中的每个从机均设置于高位水池上方，主机设置于低位水池的站房或者隧道所内；所述主机分别与每个从机、监控中心双向通讯连接；所述每个从机均包括超声波液位计、电流转电压模块、从机单片机、从机nRF无线传输模块；所述超声波液位计的信号输出端与电流转电压模块的输入端连接，电流转电压模块的输出端与从机单片机的输入端连接，从机单片机通过导线与从机nRF无线传输模块连接；

所述超声波液位计用于测量高位水池内的液位，并将测量到的高位水池内液位相对应的电流信号经过电流转电压模块转换后传输至从机单片机中进行处理，从机单片机将处理后的数据信号通过从机nRF无线传输模块发送至主机，所述主机接收从机发送的数据信号，并将接收到的数据信号传输到监控中心。

进一步的，所述主机包括显示屏、主控单片机、主控nRF无线传输模块和以太网口，所述主控单片机分别与显示屏、主控nRF无线传输模块、以太网口通过导线连接，所述以太网口与监控中心连接；所述主控nRF无线传输模块与从机nRF无线传输模块连接。

进一步的，所述主控还包括开关电源，所述开关电源用于为主机提供电能。

进一步的，所述从机还包括温度传感器，与从机单片机连接，所述温度传感器设置于高位水池内，用于监测高位水池内液体的温度。

进一步的，还包括蓄电池，与从机连接；所述蓄电池用于为从机提供电能。

进一步的，还包括太阳能电池板，与蓄电池连接；所述太阳能电池板用于接收光照，并将接收到的光照传输至蓄电池。

进一步的，所述从机单片机、主控单片机的型号均为STM32F103。

进一步的，所述从机nRF无线传输模块、主控nRF无线传输模块的型号均为nRF24L01。

进一步的，所述超声波液位计13输出的电流信号为4-20mA。

进一步的，所述电流转电压模块采用4-20mA转0-3.3V。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型使用无线通讯进行高位水池的液位监测，从机使用电池进行供电，不需要专门使用市电供电，也不需要专门长距离的布置信号电缆和供电电缆，从而能够降低监测设备的布置难度，降低施工及维护成本。使用超声波液位计代替现有技术中使用的接触式液位传感器或浮球开关，进行水位在线监控，能够避免接触式液位传感器长时间浸泡导致使用寿命短的问题，能够避免浮球开关只能输出开关量信号显示有水或无水，使得水位测量更加实时、直观。

2.本实用新型的高位水池液位监测系统能够监测高位水池内液体的温度，辅助高速运营单位采取措施维护高位水池及消防管道。

附图说明

图1为实施例一提供的一种高位水池液位监测系统结构图；

图2为实施例一、二提供的一种高位水池液位监测系统示意图；

其中：11.太阳能电池板；12.蓄电池；13.超声波液位计；14.电流转电压模块；15.从机单片机；16.温度传感器；17.从机nRF无线传输模块；21.开关电源；22.显示屏；23.主控单片机；24.主控nRF无线传输模块；25.以太网口；3.监控中心。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本实用新型提供的一种高位水池液位监测系统是对设备及电路构造进行的改进，对于本实用新型所涉及的如何输出信号、接收信号、监测信号、传输信号等方法并不是本实用新型所要保护的内容，其均可以通过现有的技术实现。

实施例一：

如图1-2所示，本实施例提供的一种高位水池液位监测系统，包括一个主机、若干从机、监控中心3，主机分别与若干从机中的每个从机、监控中心3双向通讯连接；每个从机均设置于高位水池上方，用于监测高位水池的液位；主机设置于低位水池的站房或者隧道所内，用于接收从机发送的数据，并将数据传输到监控中心3。

每个从机均包括超声波液位计13、电流转电压模块14、从机单片机15、从机nRF无线传输模块17；超声波液位计13的信号输出端与电流转电压模块14的输入端连接，电流转电压模块14的输出端与从机单片机15的输入端连接，从机单片机15通过导线与从机nRF无线传输模块17连接。

超声波液位计13安装在高位水池的上方，非接触式的测量高位水池内的液位，并将测量到的高位水池内液位相对应的电流信号经过电流转电压模块13转换后传输至从机单片机15中进行处理，从机单片机15将处理后的数据信号通过从机nRF无线传输模块17发送至主机。

在本实施例中，超声波液位计13使用联测品牌的超声波液位计，其输出4-20mA电流信号；电流转电压模块14使用4-20mA转0-3.3V电流转电压模块，用于将超声波液位计13输出的信号转换成从机单片机15可接收的电压信号；从机单片机15使用低功耗的单片机，本实施中从机单片机15使用STM32F103型号单片机，其处理功能强大，功耗低。从机单片机15处理后的信号通过从机nRF无线传输模块17发送出去，从机nRF无线传输模块17使用nRF24L01型号无线传输模块，其功耗低，传输距离适中。

在本实施例中，还包括为从机提供电能的太阳能电池板11和蓄电池12，太阳能电池板11与蓄电池12通过导线进行连接，蓄电池12为从机进行供电，提高从机的工作持久性。需要说明的是，太阳能供电技术已经非常成熟，在此对太阳能电池板11、蓄电池12的工作原理、工作方式及具体型号不作累述。

主机包括开关电源21、显示屏22、主控单片机23、主控nRF无线传输模块24和以太网口25；开关电源21用于为主机提供电能，开关电源21的输入端接220v市电；显示屏22、主控nRF无线传输模块24、以太网口25分别通过导线与主控单片机23连接；以太网口25与监控中心3连接；主控nRF无线传输模块24与从机nRF无线传输模块17连接。

主机通过主控nRF无线传输模块24接收从机传输的数据信息，接收到的数据信息在主控单片机中机23中进行处理，并将处理后的数据信息传输至显示屏22，显示屏22用于显示传输的数据信息。以太网口25上能够插设网线，用于与监控中心3内的设备交换数据。本实施例中的主控nRF无线传输模块24也使用nRF24L01型号无线传输模块，主控单片机23也使用STM32F103型号单片机。

本实施例从机中的各部件均为低功耗，使用无线进行信号传输，因此从机可以使用电池进行供电，不需要专门使用市电供电，也不需要专门长距离的布置信号电缆和供电电缆，从而能够降低监测设备的布置难度，降低施工及维护成本。本实施例使用超声波液位计13代替现有技术中使用的接触式液位传感器或浮球开关，进行水位在线监控，能够避免接触式液位传感器长时间浸泡导致使用寿命短的问题，能够避免浮球开关只能输出开关量信号显示有水或无水，使得水位测量更加实时、直观。

实施例二

本实施例提供的一种高位水池液位监测系统与实施例一的不同之处在于：

如图2所示，本实用新型的从机还包括温度传感器16，温度传感器16设置在高位水池内，用于监测高位水池内液体的温度。在寒冷的冬季，特别是北方，很多地区的高位水池内会结冰，使得消防管道堵塞，存在较大的消防安全风险，通过对高位水池内温度的监测，能够辅助高速运营单位采取措施维护高位水池及消防管道。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种高位水池液位监测系统，其特征在于，包括主机、若干从机、监控中心，所述若干从机中的每个从机均设置于高位水池上方，主机设置于低位水池的站房或者隧道所内；所述主机分别与每个从机、监控中心双向通讯连接；所述每个从机均包括超声波液位计、电流转电压模块、从机单片机、从机nRF无线传输模块；所述超声波液位计的信号输出端与电流转电压模块的输入端连接，电流转电压模块的输出端与从机单片机的输入端连接，从机单片机通过导线与从机nRF无线传输模块连接；

所述超声波液位计用于测量高位水池内的液位，并将测量到的高位水池内液位相对应的电流信号经过电流转电压模块转换后传输至从机单片机中进行处理，从机单片机将处理后的数据信号通过从机nRF无线传输模块发送至主机，所述主机接收从机发送的数据信号，并将接收到的数据信号传输到监控中心。

2.根据权利要求1所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，所述主机包括显示屏、主控单片机、主控nRF无线传输模块和以太网口，所述主控单片机分别与显示屏、主控nRF无线传输模块、以太网口通过导线连接，所述以太网口与监控中心连接；所述主控nRF无线传输模块与从机nRF无线传输模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，所述主控还包括开关电源，所述开关电源用于为主机提供电能。

4.根据权利要求1所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，所述从机还包括温度传感器，与从机单片机连接，所述温度传感器设置于高位水池内，用于监测高位水池内液体的温度。

5.根据权利要求1所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，还包括蓄电池，与从机连接；所述蓄电池用于为从机提供电能。

6.根据权利要求5所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，还包括太阳能电池板，与蓄电池连接；所述太阳能电池板用于接收光照，并将接收到的光照传输至蓄电池。

7.根据权利要求2所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，所述从机单片机、主控单片机的型号均为STM32F103。

8.根据权利要求2所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，所述从机nRF无线传输模块、主控nRF无线传输模块的型号均为nRF24L01。

9.根据权利要求1所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，所述超声波液位计（13）输出的电流信号为4-20mA。

10.根据权利要求1所述的一种高位水池液位监测系统，其特征在于，所述电流转电压模块采用4-20mA转0-3.3V。

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