УДК 681.121
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА УРОВНЯ ВОДЫ «МОНИТОР 1»
А.К. Чернышев, О.А. Маматкулов
САНИИРИ им. В.Д. Журина
Мониторинг уровня воды на реках и водохранилищах, является важным элементом
контроля за расходом масс воды и запасов водохранилищ.
Ниже представлена система контроля за динамикой уровня воды, которая может
быть установлена на реках и водохранилищах в специально оборудованных местах.
В 
состав 
системы 
входит 
электронный 
блок 
преобразователя 
емкости 
в
электрический 
сигнал. 
В 
качестве 
контактного 
с 
водой 
элемента датчика служит
изолированный провод или кабель 
в 
виде натянутой струны подвешенной внутри
металлической 
трубы 
или 
голого 
провода, 
погружаемого 
в 
воду 
параллельно
изолированной струне, которые представляют собой конденсатор, между обкладками
которого перемещается вода.
Работа датчика заключается в следующем. Если между обкладками конденсатора
отсутствует вода, то емкость его мала, в случае полного заполнения водой обкладок
конденсатора его емкость увеличивается до максимальной величины. Емкость струнного
датчика зависит от типа изолированного провода 
— 
диаметра 
и толщины изоляции
проводника.
Емкость такого конденсатора без воды составляет примерно 80-120 пик на длину 4-
5 м, тогда как в воде удельная емкость провода может составлять от 1 рЕ/см до 2-3 рЁ.
Зная эти показатели, легко рассчитать оптимальную шкалу измерителя емкости и
величину электрического сигнала, для дальнейшего аналого-цифрового преобразования.
Ниже представлена блок-схема системы «Монитор1»
Изолированный 
Блок 
Компьютер с
провод в виде 
измерителя 
Контроллер на 
программой
струны 
емкости © 
базе АТМега$ с 
чтения и
погруженный в --> | 
НОРМИРуюЩиИМ 
е —— »/ 
АЦП на 4 входа | «> 
накопления
вОдУ 
усилителем 
ланных
Разработанный блок контроллера устанавливается непосредственно в компьютер и
соединяется с датчиком посредством кабеля длиной до 4-х метров.
Для опроса датчика уровня разработана схема контроллера и прошивка для
микроконтроллера АТМерва$.
Питание микроконтроллера производится 
от компьютера, 
а 
питание датчика
осуществляется от двух батареек типа «Крона» или двух любых источников питания с
напряжением 9-12 Вольт.
Потребление тока контроллером составляет не более 3 мА.
Потребление блока измерителя емкости не превышает 3 мА от обоих источников
питания. Таким образом, расход энергии, при проведении измерений 1 раз в 10 минут
будет ничтожно мал.
В процессе разработки системы «Монитор» последовательно в ходе разработки
выполнено два варианта обслуживающих систему программ. Первый вариант производит
прием данных из контроллера непосредственно в базу данных «Акцесс».
Программа состоит из рабочего ядра программы написанного в пакете «Дельфи 7»
и базы данных.
В базе данных отображаются показатели
- 198 -