當(dāng)前，許多城市的橋洞、隧道在遇到大雨時(shí)由于地勢(shì)低，排水系統(tǒng)堵塞或水流太大來(lái)不及排水就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的積水，積水的深度到一定程度時(shí)會(huì)造成通行車(chē)輛的熄火和損壞，甚至?xí)斐绍?chē)毀人亡，2014年11月成都龍泉驛隧道積水致一小車(chē)熄火，車(chē)內(nèi)兩人被困；2012年7月北京一高速嚴(yán)重積水路段車(chē)被淹，造成3人遇難。造成事故的緊張?jiān)蚴情_(kāi)車(chē)司機(jī)通過(guò)橋洞時(shí)不知道隧道內(nèi)積水深度，誤以為車(chē)倆通過(guò)沒(méi)有標(biāo)題。如果在隧道外有一個(gè)水深報(bào)警裝置，對(duì)積水達(dá)到一定的深度進(jìn)行報(bào)警則可避免許多意外的磨難。

設(shè)計(jì)方案

投人式靜壓液位變送器是基于所測(cè)液體靜壓與該液體高度成正比的原理，采用擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng)，將靜壓轉(zhuǎn)成電信號(hào)，設(shè)計(jì)一個(gè)放大電路將傳感器收集的信號(hào)進(jìn)行放大，然后模擬轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，zui后連接報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。

城市積水水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)緊張?jiān)O(shè)備包括ZYK液位變送器，紹興中儀數(shù)顯報(bào)警儀，ZYW無(wú)紙記錄儀等...

報(bào)警器分為五個(gè)模塊：電源模塊、傳感器、放大電路、信號(hào)比較模塊、報(bào)警模塊。傳感器采用擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器，放大電路輸出電壓值故信號(hào)比較模塊采用了雙限電壓比較電路。報(bào)警電路采用繼電器與蜂鳴器實(shí)現(xiàn)功能流程如圖下所示。

1、根據(jù)傳感器的特性設(shè)計(jì)需要的放大電路

2、報(bào)警原理

采用LM393專(zhuān)用比較器芯片的集成電路，對(duì)兩個(gè)輸入電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平電壓，據(jù)此來(lái)判斷輸入信號(hào)的大小和極性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，設(shè)定閾值電壓在大于設(shè)定的電壓的時(shí)候電路報(bào)警（使用蜂鳴器）利用繼電器具有開(kāi)關(guān)的作用，電路在高電平時(shí)繼電器常開(kāi)端口閉合，蜂鳴器震動(dòng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

A、當(dāng)比較器引腳輸出高電平時(shí)，三極管飽和導(dǎo)通，+5V電源加到繼電器線圈兩端，繼電器吸合，繼電器的常開(kāi)觸電閉合，相等于開(kāi)關(guān)閉合。

B、當(dāng)比較器的I0引腳抽出低電平時(shí)，三極管截止，繼電器線圈兩端沒(méi)有電位差，繼電器銜鐵釋放，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)釋放，相等于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。注，在三極管截止的瞬間，由于線口中的電流不能突變?yōu)榱悖^電器線圈兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較高電壓的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則可以通過(guò)二極管釋放，從而保護(hù)了三極管免被擊穿，也消除了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)其他電路的干擾，這就是二極管的保護(hù)作用。

結(jié)語(yǔ)

制作了一個(gè)水位警報(bào)器，該報(bào)警器是采用液位變送器作為信號(hào)采集，通過(guò)放大電路處理采集的信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)比較模塊將測(cè)量信號(hào)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻的方式來(lái)調(diào)節(jié)門(mén)值電壓，進(jìn)而改變不同水位時(shí)的報(bào)警電壓，該報(bào)警器實(shí)現(xiàn)了可設(shè)定任意水位修士的高度報(bào)警。