采用电池供电的高精度液位传感器初步研制方案

发布时间：2019-3-27 发布人：泽天传感点击：

研制背景

在水文监测领域，需要连续测量河流，湖泊的的水位变化情况，由于现场供电困难，需要研制一种可连续工作一年以上的高精度记录式液位传感器，以实现无人值守，配合现场大气记录监测仪，实现高精度，可靠测量。

技术指标

量程范围：0～200米；过载：200%量程；环境温度：-45～60℃；测量精度：0.05%；稳定性：0.1%FS/年；记录周期：1～24x60x60秒；记录量：不小于15000条记录；供电电源：3.6V锂电池；输出信号：RS485；材质：不锈钢316L；外形尺寸：不大于48*200mm；重量：不大于300克；防护等级：IP68；振动：20g，20～5000Hz；冲击：20g，11ms。

技术难点

1) 电池供电的低功耗；2) 长期运行的可靠性；3) 全温区范围内的测量高精度；4) 记录数据的低功耗存储；5) 小体积；6) 大量数据的高速可靠传输；7) 低温环境下，电池的可靠性。

总体方案

硬件设计（液位变送器与液位传感器）；

传感器采用扩散硅类型的压力传感器，采用可控制的恒流供电电路，降低功耗。从测量的精度方面考虑，也可以采用电容传感器，但是功耗有所增加。

电路总体设计采用MSP430+铁电存储器的低功耗设计；

数据传输时采用外部电源，提供外部电源接口，可以考虑不RS485电路与专用通信电路一体设计，减少液位传感器的器件数量，降低功耗。

为了保证测量精度，需要集成有温度传感器的MCU，以便在软件上做温度补偿；

为了保证数据存储的可靠性，需要对电池电压实时监控。

硬件设计（专用通信电缆）

软件设计（MCU软件）；软件的低功耗设计；软件的可靠性设计；传感器的温度补偿算法；液位数据的存储算法；软件设计（上位机软件）

详细设计（略）