Question

应该选用怎样的水位传感器？

毕业设计，应用在山洪灾害里，需要测量水沟的水位，运用单片机无线传输至上位机，不需要控制水位，只要超过多少就报警，加个摄像头最好，不知道如何选用且制作水位传感器，求救！

Answer 1

根据你所使用的环境特点和使用要求，建议你采用浮球液位开关。浮球液位开关的种类有很多，但总体有两种，一种是由电缆连接球体的浮球开关，它需要由一根金属杆插入水沟，并且要牢固的地插入，上部最好也要有个固定的支架，将浮球开关的电缆绑在金属杆上，具体的高度要根据你需要报警水位的高度。当水为上升到淹没浮球时，浮球就翻转上浮，其中的开关触点就动作，输出一个接点信号；另一种是在一个金属杆上套一个浮球，也需要进行固定安装，具体的高度也是你需要报警的高度，当水位上升浮起浮球时，金属杆中感应开关的接点就动作，输出一个接点信号。由于后一种浮球开关的浮球动作收到金属杆的限制（它是沿着金属杆上下滑动），我们称它为滑动浮球开关，它的可靠性就比较强，而且使用寿命要比前一种长。由于水沟水位上涨后，可能水流比较急，对液位开关有冲击作用，这会造成浮球上下浮动激烈，影响检测的可靠性。因此，在浮球液位开关外围安装一个防波管，就是一根内径足够大，不至于影响浮球翻动就可以，上下都是敞口不影响沟水进入，而且防波管的水位高度是外面一样的。这样就可以将防波管当作液位开关的安装支架，再有岸上的支架固定防波管。这样的检测可靠性就比较高，而且受水沟水流的影响较小。一般检测水位有五点，即LL(低低)，L(低)，中(M)，高(H)，高高(HH)。实际测量是根据需要选的，一个浮球开关只能测一个点，需要几个点就可以装几个浮球开关。这种浮球开关的价格是非常低廉的，以一个超声波或是雷达液位计的价格去采购的浮球液位开关的话，你的准备一个箱子专门存放了。浮球液位开关的接点由220VAC，也有24VDC，为了安全起见，建议使用24VDC的电源作为开关接点信号。另外，由于是安装在野外，对于接点的方式建议使用常闭接点，一旦出现故障断线，你就可以马上知道进行处理。如果选用常开接点的话，哪天开关坏了也不知道。

追问

上位机要实时显示当前水位的高度

追答

液位开关也可以在画面上显示水位高度，但只能显示某一个点，可以用两种颜色来表示，当水位达到及高于液位开关时，液位开关接点动作，用一种颜色表示，当水位低于也开关时，也开关的接点不动作，用另一种颜色表示。如果需要显示更多的水位，可以安装需要点数的液位开关。当也开关的接点动作时，可以同时驱动声响报警及显示信号闪烁，这些都可以在计算机中进行组态（编程定义）。如果你需要连续地显示水位的高度，那就要用液位变送器。液位变送器的种类也有很多，鉴于沟水中有淤泥，投入式的液位计是不适用的，因为淤泥将会使液位计检测探头堵塞，造成测量滞后及失灵。可以使用的就是超声波或雷达液位计，它们是不接触水的，但它们的探头很怕水，不过在测水沟水位的环境还是没问题的。安装时最好在液位计探头下面安装一个长度等同内径的波导管，以便防止横向的水珠对液位计探头的影响。

追问

那电容传感器测山洪山沟中的水位可以吗，可以排除雷达，投入式，浮球，电极式，只有超声波和电容式。指导老师说可以让我制作一个U型电容极板，这样可行吗，超声波也买不起，只能用HC-SR04，老师说这样像玩具。所以现在非常头大不知道怎么办

追答

HC-SR04不仅象玩具，检测的效果肯定不好。因为它是靠发射－反射来检测，需要被测对象的面与它的基本平行，而水是波动的，反射就会不稳定。这个就pass了。你最好画一个水沟的截面图，以及与周围环境的具体结构，不需要画的很准确，有个大概的手绘就可以，但要有基本的尺寸，让我看看有啥有效而又简单的方法。因为你现在透露的信息越来越多，我到有点拿不准具体的办法。如果水沟的深度不是很深的话，自己也可以做一个电容极板式的传感器。

追问

谢谢你的回答，对啊，拿不准了，现在不知道选什么，马上都要答辩了，感觉毕不了业，现在两个选择，做一个U型电容板传感器，不知道怎么做，做好了之后又怎么编程和单片机连接呢？或者在底部没有沙子的地方，插一根直径45mm钢管，固定后 在不同高度打上洞，放入投入式传感器，但也不知道怎么写代码和单片机连接？

追答

用投入式传感器是不用编程和单片机，它直接输出的是4-20mADC的信号。考虑到沟的底部有泥沙，可以把传感器悬空安装，即传感器离沟底有一个距离，这个距离的具体尺寸你要记住。监控设备可以是分立的仪表，也可以是PLC或是规模更大的DCS，但它们的输入的信号都是4-20mA。在监控设备上显示时要注意把传感器离沟底的距离加上去，这样的检测就完整了。你考虑到稳固，加一根钢管是对的，打孔也是对的，但管径太细了一点，一般都是配60mm的管子，管子下面焊三个根直径10mm的钢筋，再焊在一块直径不小于100mm的钢板，主要用于稳固在沟底，同时也固定了传感器的高度（传感器在管子里不要露出管子），这样就不容易受到泥沙的干扰。如果你要单片机做一个显示器，自己不会搞也没关系，网上有的是，你可以提出要求让店家给你搞定，这个单片机还是比较简单的，就一个4-20mA的模拟信号输入（要加一个A/D转换器），一个或两个接点信号输出，用于高水位、高高水位的报警。这里你要注意的是，任何检测仪表和显示控制系统在信号连接时，中间要加一个隔离器，有的人也叫作分电盘配电盘等等，主要是向传感器供电，同时接收传感器的信号，也就是说向传感器供电的是恒流源，压的电压高低是随4-20mA而变化的。有什么问题尽管来问吧，我就是高自动化仪表的。

Answer 2

测量天然河沟水位，推荐使用自泵气泡式和压阻投入式水位传感器。这两款传感器对现场安装条件要求较低，精度都可以达到±1.0cm，具有数字输出便于与单片机（或数据采集器）连接。

追问

有没有经济一点的，

追答

如果讲究成本，可使用4~20mA的压阻投入式传感器。利用单片机内部的A/D转换器进行测量。

Answer 3

超声波水位计、雷达水位计

追问

雷达太贵了，指导老师让我不要用超声波，太简单

追答

投入式水位计

追问

投入式水位计，我查了一下淘宝，也要100多，我们预算最多50

追答

预算50，不用做了。