一种井下水位监测装置的制作方法

1.本实用新型属于监测技术领域，特别涉及一种井下水位监测装置。


背景技术：

2.目前市政竖井的水位检测设备很多，不少产品都是检测探头和主机分离，而二者之间的连接通常是软质电缆，容易被管道施工时拉扯损坏或移位，还有的主机的体积过大，安装在井壁上不方便管道维护人员下井作业，这些产品的结构不合理；还有的产品比较注重监测精度，这在一些检测场景下是需要的，但在市政污(雨)水井的水位检测中，检测精度达到毫米与精度为厘米，对实际的工作指导来说差别是很小的。但由于检测精度达到毫米级的多数传感器就要采用光电传感器主动检测，这样就很难降低功耗，导致整个产品的续航能力差；此外有些产品的通信还是采用的485、232等串行通信方式，虽然这样是有利于进行二次开发，但对最终用户还是不适宜的。也有的采用2g、4g通信模式，这只是在有电源供给的情况下合适，否则功耗太大；还有的采用lora通信方式，但这需要额外增加网关等硬件设备，通讯方式不够合适。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种井下水位监测装置。
4.本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种井下水位监测装置，其特征在于，包括外管及设置于外管内的内管，所述内管内部设置有感应装置、控制装置及通信装置，所述通信装置采用nb
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iot窄带物联网通信，所述控制装置用于处理数据并控制所述通信装置发出无线信号，所述内管外部设置有浮标，所述浮标用于随着水位变化沿内管长度方向上下移动，所述感应装置用于感应所述浮标，所述感应装置包括多个感应器，所述感应器沿所述内管长度方向依次排列于所述内管内壁上。
5.本实用新型的工作原理：在使用时，当水位上升时，浮标会随着水位上升上浮，在浮标的上浮过程中便会触发感应器，感应器此时便工作将信号传输至控制装置，控制装置会通过计算感应器收集到的数据并得出水位的高度以及水位上升的速度，然后控制装置控制通信装置将水位的高度以及水位上升的速度转换成无线信号上传，水位下降同理，由于感应器只有在感应到浮标时才工作传输数据，不用主动检测，所以功耗低；采用双管结构，感应装置、控制装置及通信装置均设置于内管内部，不易被外界影响，而且结构简单，在使用时只需要在井壁上设置两个半圆抱箍便能够将装置固定住，也不会影响到管道维护人员作业；由于通信装置采用nb
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iot窄带物联网通信，nb
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iot窄带物联网通信具有以下特点，强链接：在同一基站的情况下，nb
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iot可以比现有其它无线技术提高50
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100倍的接入数；高覆盖：nb
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iot室内覆盖能力强，比lte提升20db增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力；低功耗：低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合。
6.在上述的井下水位监测装置中，所述内管与外管之间设置有活动腔，所述活动腔用于供所述浮标上下移动。
7.在上述的井下水位监测装置中，所述内管与外管偏心安装。
8.在上述的井下水位监测装置中，所述浮标上设置有永久磁钢。
9.在上述的井下水位监测装置中，所述感应器设置为双极霍尔传感器，所述感应器之间间隔均为5cm。
10.在上述的井下水位监测装置中，所述内管两端设置有密封盖，所述密封盖用于密封所述内管。
11.在上述的井下水位监测装置中，所述密封盖沿周长设置有橡胶密封圈。
12.在上述的井下水位监测装置中，所述外管顶部设置有封装盖，所述封装盖采用abs塑料制成。
13.在上述的井下水位监测装置中，所述外管采用不锈钢材料制成。
14.在上述的井下水位监测装置中，所述内管采用特氟隆材料制成。
15.在上述的井下水位监测装置中，所述控制装置包括电源及处理芯片，所述电源采用3500mah容量的锂电池。
16.与现有技术相比，本实用新型具有结构合理、续航能力强及通讯方式合适的优点。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图。
18.图2是本实用新型的剖面结构示意图。
19.图3是本实用新型的横截面示意图。
20.图中，1、外管；2、内管；3、感应装置；4、控制装置；5、通信装置；6、浮标；7、感应器；8、活动腔；9、永久磁钢；10、密封盖；11、橡胶密封圈；12、封装盖；13、电源；14、处理芯片。
具体实施方式
21.以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
22.如图1
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图3所示，本井下水位监测装置包括外管1及设置于外管1内的内管2，内管2内部设置有感应装置3、控制装置4及通信装置5，通信装置5采用nb
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iot窄带物联网通信，控制装置4用于处理数据并控制通信装置5发出无线信号，内管2外部设置有浮标6，浮标6用于随着水位变化沿内管2长度方向上下移动，感应装置3用于感应浮标6，感应装置3包括多个感应器7，感应器7沿内管2长度方向依次排列于内管2内壁上。
23.进一步细说，内管2与外管1之间设置有活动腔8，活动腔8用于供浮标6上下移动，使得浮标6能够在活动腔8内上下移动从而使得感应器7能够感应到浮标6的位移。
24.进一步细说，内管2与外管1偏心安装，在本实施例中，活动腔8因内管2与外管1偏心安装形成不规则的横截面，浮标6横截面设置成与活动腔8横截面相同的型状，使得浮标6在活动腔8内无法左右晃动。
25.进一步细说，浮标6上设置有永久磁钢9，永久磁钢9能够被感应器7感应到。
26.进一步细说，感应器7设置为双极霍尔传感器，感应器7之间间隔均为5cm，在本实
施例中，感应器7每间隔5cm上报水位这一设计，是经过走访终端用户了解确定的，污(雨)水井内水位的高低无需太高的精度，只需要知道水位离井口还有多大距离、水位上升的速度就可以了，这样我们就在检测精度、上报频率、功耗大小这几项指标上进行了综合平衡，最终确定5cm，使得感应器7上报频率产生的功耗不高，一定程度上续航时间。
27.进一步细说，内管2两端设置有密封盖10，密封盖10用于密封内管2，使得内管2内不会被水浸入，实用可靠。
28.进一步细说，密封盖10沿周长设置有橡胶密封圈11，橡胶密封圈11能够提高密封性，避免水渗入内管2。
29.进一步细说，外管1顶部设置有封装盖12，封装盖12采用abs塑料制成，在本实施例中，外管1顶部密封而底部敞开，使得水能够进入活动腔8，形成水位变化，达到监测的目的；外管1底部内侧管壁沿周长设置有凸起，使得活动腔8内的浮标6不会脱离活动腔8。
30.进一步细说，外管1采用不锈钢材料制成，不锈钢耐腐蚀性强，适合在水中长时间使用。
31.进一步细说，内管2采用特氟隆材料制成，特氟隆这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂，适合在水中长时间使用。
32.进一步细说，控制装置4包括电源13及处理芯片14，电源13采用3500mah容量的锂电池，假设每月有三次井水满溢的情况发生，每一次满溢将会发生16次水位上升的上报数据，及16次水位下降的上报数据，共32次，每次上报运行时间为4秒，在没有数据上报的日子，每天发送一次心跳包；
33.功耗的具体计算如下：
34.运行10年静态功耗＝(20ua x24h x365x10)/1000＝1752mah
35.运行10年动态功耗＝(100ma x4s x32x3x12x10)/3600＝1280mah
36.动行10年电池自放电＝[(3500ma x2x1％)x10]＝700mah
[0037]
运行10年心跳包功耗＝(100ma x4s x329x10)/3600＝366mah
[0038]
由此可得10年运行的总功耗＝1752 1280 700 366＝4098mah
[0039]
远低于二节电池所能提供的7000mah，但由于电池的设计使用寿命标称值为10年，所以我们设计电池续航能力也就标称为10年，续航时间长。
[0040]
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。
[0041]
尽管本文较多地使用了大量术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。