一种涌潮压力测量系统的制作方法

1.本发明涉及压力测量领域，尤其涉及一种涌潮压力测量系统。


背景技术：

2.河流河道的水位和水流流量情况随着天气的变化而变化，上游的水压决定下游的水文情况，防汛抗旱是国家水利工程管理的重点项目。中小河流在线水压监测重要性更显突出。河道水压实时在线监测是针对雨情实现监测数据的及时采集和准确传输。水位和水压实时监测能够帮助在山洪和台风期间掌握各河道流量防范天灾。目前的水压检测装置存在只能检测一个水位的水压，且压力探头与线缆不能拆卸更换，检修时需整体更换，无法将检测数据实时传输的问题。
3.例如，一种在中国专利文献上公开的“一种水下作业的水压检测设备”，其公告号cn214224424u，包括水压检测机，所述水压检测机的右侧固定连接有支撑架，所述支撑架的顶部放置有检测器，所述水压检测机的右侧且位于支撑架的顶部固定连接有第一固定圈，所述第一固定圈的背面通过合页活动连接有第二固定圈，所述第一固定圈和第二固定圈套设在检测器的表面，所述第一固定圈的左侧固定连接有传动箱，所述传动箱的左侧设置有转盘。但是上述方案水压检测装置存在只能检测一个水位的水压，且压力探头与线缆不能拆卸更换，检修时需整体更换，无法将检测数据实时传输的问题。


技术实现要素：

4.本发明是为了克服现有技术的水压检测装置存在只能检测一个水位的水压，且压力探头与线缆不能拆卸更换，检修时需整体更换，无法将检测数据实时传输的问题，提供一种能够实时在线监测各个水位水压的、便于维修更换的一种潮涌压力测量系统。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种涌潮压力测量系统，包括主控单元、若干检测子系统和监测中心；所述主控单元与若干检测子系统通过线缆连接；所述若干检测子系统检测水位数据以及不同水位情况下的压力数据上传至主控单元；中控单元的通信模块采用串口转以太网的方式将压力数据及水位数据传送到监测中心；所述监测中心实时显示接收的数据。监测中心设有显示软件，监测数据由监测软件统一显示。系统通过主控单元采集不同深度的压力传感器，从而实现采集不同水深情况下的压力数据，再由主控系统的通信模块采取串口转以太网传输的方式将数据发送至指定中心站点，最终由监测软件统一显示。
6.作为优选，所述若干检测子系统包括若干与不同长度线缆连接的压力传感器探头，所述线缆靠近与压力传感器探头连接端呈90
°
转角。采用20路压力传感器，通过20通道信号输入单元集合压力传感器探头，探头出缆采用90
°
转角，电缆不易弯折。
7.作为优选，所述主控单元包括ic1、ic2、ic3、ic4、ic5五路核心处理器，其中ic5是通过串口通讯管理ic1~ic4处理器，ic1~ic4四路处理器中的每路核心处理器分别管理五路
压力传感器接口，所述ic5通过spi接口与以太网接口芯片连接。ic1~ic4处理器快速获取异步数据，将采样保持的变量上传到中央处理器单元ic5, ic1~ic4分处理器上传时，需对压力数据进行压缩处理，优选的按最快速度10ms上传，中央处理器ic5接收到20路压力数据后，进行有效解压，然后再通过高速spi接口，转100m以太网传送至监控中心。
8.作为优选，所述主控单元还包括rs485信号输入单元，所述若干检测子系统通过线缆与rs485接口连接。信号输入单元rs485中20个串口可独立工作，互不干扰，波特率为115200，rs485接口可保证线缆不受长度影响，压力传感器探头可以远距离安装。
9.作为优选，所述压力传感器探头包括主体和设置在主体内的压力传感器和传感器控制板，所述主体分为后盖端和设置在后盖端一端的防撞盖端，所述后盖端另一端与电缆连接。防撞连接一体式外壳，便于压力传感器在水下安装，起到防撞防水的效果。
10.作为优选，所述后盖端与电缆之间采用防水螺纹连接，所述防水螺纹包括设置在后盖端另一端端头设有内螺纹部，所述电缆端部设有外螺纹部，所述内螺纹部最内圈和最外圈均设有密封圈，所述内螺纹为上凸v形，所述外螺纹为下凹v形。压力传感器探头与线缆之间可拆卸安装，便于维护更换，双层密封圈，起到良好的防水效果。
11.作为优选，所述内螺纹部最内圈和最外圈之间的螺纹底部一朝向线缆的斜面上设有球形槽，所述球形槽开口为圆形，所述开口直径小于球形槽直径，所述球形槽内紧密嵌有橡胶球。球形阻水结构，具有一定透气性的同时增加浸水阻隔效果，同时球面减少安装时的阻力，便于拆卸。
12.作为优选，所述防撞盖端的端部设置有凸起防撞沿。防止压力传感器探头在水下探测时收到撞击损坏，增加压力传感器探头的使用寿命和可靠性。
13.作为优选，所述串口通讯采用波特率为115200b/s。采用高传送速度，提高数据传输的时效性。
14.因此，本发明具有如下有益效果：（1）通信模块采用串口转以太网的方式将压力数据传送至监测中心，为水文分析及时提供基础数据。（2）若干与不同长度线缆连接的压力传感器探头，实现采集不同水深情况下的压力数据。（3）压力传感器探头与线缆之间可拆卸安装，且线缆靠近与压力传感器探头连接端呈90
°
转角，防止电缆弯折，提高探头可靠性。
附图说明
15.图1是本发明一实施例的系统结构框图。
16.图2是本发明一实施例的压力传感器探头线缆结构示意图。
17.图3是本发明一实施例的压力传感器探头防水螺纹剖面图。
18.图中： 1、后盖端 2、防撞盖端 3、转角 4、防撞沿 5、电缆 6、密封圈 7、橡胶球。
具体实施方式
19.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
20.实施例：如图1~3所示的一种涌潮压力测量系统，包括主控单元、雷达水位计、20路压力传感器探头和监测中心；主控单元与压力传感器探头通过不同长度线缆连接，压力传感器探头检测不同水位情况下的压力数据上传至主控单元；
主控单元的通信模块采用串口转以太网的方式将压力数据及水位数据传送到监测中心；所述监测中心实时显示接收的数据。监测中心设有显示软件，监测数据由监测软件统一显示。系统通过主控单元采集不同深度的压力传感器，从而实现采集不同水深情况下的压力数据，再由主控系统的通信模块采取串口转以太网传输的方式将数据发送至指定中心站点，最终由监测软件统一显示。主控单元还包括 rs485信号输入单元，所述压力传感器探头通过线缆与rs485接口连接。所述串口通讯采用波特率为115200b/s。信号输入单元rs485中20个串口可独立工作，互不干扰，波特率为115200，rs485接口可保证线缆不受长度影响，压力传感器探头可以远距离安装。
21.主控单元包括ic1、ic2、ic3、ic4、ic5五路核心处理器，其中ic5是通过串口通讯管理ic1~ic4处理器，ic1~ic4四路处理器中的每路核心处理器分别管理五路压力传感器接口，所述ic5通过spi接口与以太网接口芯片连接。ic1~ic4处理器快速获取异步数据，将采样保持的变量上传到中央处理器单元ic5, ic1~ic4分处理器上传时，需对压力数据进行压缩处理，优选的按最快速度10ms上传，中央处理器ic5接收到20路压力数据后，进行有效解压，然后再通过高速spi接口，转100m以太网传送至监控中心。一个压力数据大概包括6个字节；串口通讯1个起始位，2个结束位，一个8位数据，这样一组压力数据6*11[bits]/115200[b/s]=0.57ms。一个mcu管5路压力传感器，故而，大概0.57*5=2.85ms；ic1~ic4处理接收5路压力传感器，ic1~ic4数据上传时，数据总长度变为25字节，其中数据值5*4=20字节，协议头尾信息5字节，比原先6*5=30字节有所压缩。故而 ：25*11/115200=2.4ms；ic5中央处理器接收4路串口数据，理论上更新时间为4*2.4ms=9.6ms；ic5型号是stm32f405rgt6，主频是168mhz；实际mcu处理器接收处理时间大概10ms以上；ic5串行上传的话，每路6个字节，20路，约为6*20*11/115200=11.5ms。
[0022]
压力传感器探头包括主体和设置在主体内的压力传感器和传感器控制板，所述主体分为后盖端和设置在后盖端1一端的防撞盖端2，所述后盖端1另一端与电缆5连接，线缆靠近与压力传感器探头连接端呈90
°
转角3。后盖端1与电缆5之间采用防水螺纹连接。目前压力探头和电缆5一体，导致更换探头整个电缆5都需要更换，实际运用不方便，探头为螺丝方式紧固，安装过程导致松动，进而进水，探头尾端防弯折处理，使用橡胶皮，时间久老化开裂。所述防水螺纹包括设置在后盖端1另一端端头设有内螺纹部，所述电缆5端部设有外螺纹部，所述内螺纹部最内圈和最外圈均设有密封圈6，所述内螺纹为上凸v形，所述外螺纹为下凹v形。所述防撞盖端2的端部设置有凸起防撞沿4，内螺纹部最内圈和最外圈之间的螺纹底部一朝向线缆的斜面上设有球形槽，所述球形槽开口为圆形，所述开口直径小于球形槽直径，所述球形槽内紧密嵌有橡胶球7。球形阻水结构，具有一定透气性的同时增加浸水阻隔效果，同时球面减少安装时的阻力，便于拆卸。
[0023]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0024]
尽管本文较多地使用了压力传感器、串口、芯片、spi、电缆5等术语，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发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。