林毓梁，李颖，孙蕾

（1. 山东职业学院铁道供电与电气工程系，山东济南 ，250104；2. 山东职业学院铁道机车与机电装备系，山东济南，250104）

0 引言

随着国家对水污染防治工作的重视，人民群众环境保护意识的不断增强，在很多情况下，需要一种简易的便携式的水情监测装置，用于河流、湖泊的水情监测。简易水情监测系统主要功能包括水位检测、PH值检测，水位设定与报警等，为实现便携式工作，系统还应具备电池电压检测与报警功能。该装置也可以用于供水系统、污水处理、排污监测等场所。

1 硬件系统设计

1.1 硬件电路组成框图

水情检测系统硬件电路组成框图见图1所示，包括水位检测、PH值检测、电源模块、A/D转换、水情显示、水位报警等功能模块。

图1 硬件电路组成框图

1.2 水位检测

水位检测采用气介式超声波水位传感器，探头安装在被测液面上方，传播介质是气体。液位的计算公式为：h=H-v*t/2，其中h为所求液位高度，H为超声探头与容器底的距离，v为超声波传播速度，t为超声波传播时间。因传播速度v会受到温度等因素的影响，因此我们采用了设置校正值法测量实际传播速度，然后计算被测液位。

所谓设置校正值法即为利用一个反射性良好的挡板作为校正具，实测参考声速，挡板位于探头与液位之间，与探头的距离固定。根据超声波与固定距离探头之间的传播时间可计算出超声波实际传播速度，作为液位计算系统中液位计算的参考速度。

1.3 PH值检测电路

PH值检测与处理电路见图2所示，其中图2(a )为高精度稳压电源，电源经D1稳压后，经TLC4502自动校准运算放大器构成的电压跟随器提高稳压精度和阻抗变换后接至PH值传感器负极端。……