电压甄别型水文缆道测验信号器制造技术

本发明专利技术的一种电压甄别型水文缆道测验信号器，包括水下信号发生器、水上信号处理发射器及室内信号接收器。本发明专利技术将电压信号经同一根信号索传送到水面以上，在水上甄别出测验所需的信号，再经过调制为无线电传入室内，然后通过解调还原所需信号，实现了信号传输的目标。本发明专利技术成功地解决了以往水文缆道测流中水面信号、流速信号、河底信号传输可靠性差的问题。

Voltage Discriminating Signal Device for Hydrological Cable Testing

【技术实现步骤摘要】
电压甄别型水文缆道测验信号器
本专利技术涉及一种电压甄别型水文缆道测验信号器。
技术介绍
流速仪用于测量河流的流速，通过测量水流流速计算流量。流速仪上面有一个旋翼(也叫旋浆)，内部有触点开关，测流时在水流的冲击下，旋翼转动，内部的触点就会规律的接通和断开，流速越大，旋翼转动的速度就越高，内部的开关接通的次数就越多。通过单位时间内触点接通的次数即可计算出水流的流速。在过去相当长的时期里，人们一直采用很古老的方法来测量水流的流速。小水时人直接涉水用流速仪测量，大水期间撑船测量或者用浮标法测流，因为在大洪水期间，河道内漂浮物很多，危险性很大，直接危及测量人员的生命安全。后来人们想办法建立了电动缆道，才能使人们在室内完成测速工作成为可能。其方法是架设过河索道，分主索、副索、拉偏索、水平循环索及垂直升降索，在主索、副索上分别装有可以左右移动的大小行车，大行车下面悬挂着几百公斤重的大铅鱼，用来保持在水中的稳定性。把流速仪固定在铅鱼上，由室内操作系统控制。在水平循环钢索及垂直钢索的作用下，使铅鱼在水平及垂直方向运动。拉偏索的作用是消除水流冲击造成的偏角，从而减小测量水深的误差。在测流过程中，不只是单单测量流速，还要测量出河道断面不同位置的水深，从而计算出过水断面面积。配合在不同点测得的流速再算出断面平均流速，最后乘以断面面积得到流量，这才是测流的真正目的。要完成以上目的，就需要缆道设备能够测量水深。铅鱼入水时要有水面信号，当铅鱼下降到河底时也要发出河底信号，这样在两个信号期间钢丝绳下放的长度就是水深。但是在现有的缆道设备中，通过拉偏索及起重索传递信号，只有一个回路，也就是说只能传递三个直流开关信号(水面信号、河底信号、流速仪信号)中的一种信号。利用上述设备同时传递三种信号，几乎是不可能地。人们在实践中想了很多办法，都不是很奏效。另外还存在一个很严重的问题，就是它传递信号的路径必须要经过拉偏索上端的小行车滑轮，通过滑轮与副索形成电流通路，因为滑轮是随着铅鱼及拉偏索的移动而在副索上滚动，常常因为滑轮及副索生锈而导致信号不通，造成信号时常中断，甚至完全不能使用。有的采用水体传输信号，信号很不稳定。这就是当前水文缆道存在的致命弱点，也极大地制约了水文缆道的发展。
技术实现思路
为解决以上技术上的不足，本专利技术提供了一种使用方便，测量快速准确的电压甄别型水文缆道测验信号器。本专利技术是通过以下措施实现的：一种电压甄别型水文缆道测验信号器，包括信号连接的水下信号发生器、水上信号接收处理器和室内信号接收器，所述水下信号发生器包括密封的金属筒体，所述金属筒体固定有携带流速仪的铅鱼，所述铅鱼上方连接有吊索、行车，铅鱼底部设置有河底限位开关，所述金属筒体内设置有电连接的模拟信号生成电路和供电电池，所述模拟信号生成电路设置有公共接地端b、水面信号正极端a、流速仪信号正极端c和电压信号输出正极端C，所述公共接地端b与铅鱼、吊索、行车等电位连接，所述水面信号正极端a仅通过水体与公共接地端b接通，流速仪信号正极端c与流速仪的信号输出端相连接；所述模拟信号生成电路上集成有与流速仪信号正极端c信号连接且用于接收流速仪输出信号的流速仪信号输入电路、与河底限位开关信号连接且用于接收河底限位开关产生的电压脉冲信号的河底信号检测电路、与水面信号正极端a信号连接且用于接收铅鱼入水时产生的电压脉冲信号的水面信号检测电路和检测供电电池电压信号的电池电压检测电路，流速仪信号输入电路、河底信号检测电路、水面信号检测电路、电池电压检测电路的输出端共同连接电压信号输出正极端C；所述水上信号接收处理器包括信号甄别电路以及与信号甄别电路信号连接的无线信号发射单元，所述信号甄别电路设置有电压信号输入正极端D和公共接地端d，所述电压信号输入正极端D与电压信号输出正极端C信号连接，公共接地端d与公共接地端b信号连接，所述信号甄别电路包括均信号连接在电压信号输入正极端D和公共接地端d之间的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路和欠压信号甄别电路；所述河底信号甄别电路用于接收河底信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述水面信号甄别电路与水面信号检测电路信号连接，用于接收水面信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述流速仪信号甄别电路与流速仪信号输入电路信号连接，用于接收流速仪信号输入电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述欠压信号甄别电路与电池电压检测电路信号连接，用于接收电池电压检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器。上述流速仪信号处理电路包括电压比较器IC2:4，比较器IC2:4的反相输入端通过二极管D4连接流速仪信号正极，电压比较器IC2:4的反相输入端连接上拉电阻R11，电压比较器IC2:4的同相输入端接W4，用于设置比较电压值；所述河底信号检测电路包括电压比较器IC2：3，电压比较器IC2：3反相输入端通过R7接河底传感器IC3的输出端，电压比较器IC2：3的同相输入端接W3，用于设置比较电压值；所述水面信号处理电路包括电压比较器IC2:2、二极管D3和调压电位器W2，电压比较器IC2:2的反相输入端连接上拉电阻R5，比较器IC2:2的同相输入端接W2，用于设置比较电压值，水面信号通过二极管D3送往比较器IC2:2的反相输入端；所述电池电压检测电路包括电压比较器IC2:1，电压比较器IC2:1的反相输入端的电压值取决于稳压二极管D2，电压比较器IC2:1的同相输入端通过W2接电池正极，电池电压大小实时反映在IC2:1的同相输入端上；所述电压比较器IC2:4、电压比较器IC2:3、电压比较器IC2:2和电压比较器IC2:1的输出端合并成电压信号输出正极端C。上述金属筒体内的供电电池正极与集成电路板之间串联有霍尔开关IC1，所述金属筒体端部设置有盲孔，所述盲孔内螺纹连接有可使霍尔开关IC1闭合的磁性螺栓。上述水上信号接收处理器的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路均包括电压比较电路单元、放大电路单元、光电隔离开关单元。上述水上信号接收处理器上设置有自动伸缩线缆，所述自动伸缩线缆内设置有导线，所述模拟信号生成电路的电压信号输出正极端C通过自动伸缩线缆内的导线与信号甄别电路的电压信号输入正极端D信号连接。上述信号甄别电路的公共接地端d通过吊索、行车与模拟信号生成电路的公共接地端b信号连接。上述铅鱼下方设置有可升降的托盘，所述河底限位开关为设置在铅鱼底部的霍尔开关IC3，托盘上设置有当铅鱼底部碰撞河底可接近霍尔开关IC3并使霍尔开关IC3闭合的磁钢。本专利技术的有益效果是：本专利技术将电压信号经同一根信号索传送到水面以上，在水上甄别出测验所需的信号，再经过调制为无线电传入室内，然后通过解调还原所需信号，实现了信号传输的目标本专利技术成功地解决了以往水文缆道测流中水面信号、流速信号、河底信号传输可靠性差的问题。使用方便，测量快速准确，成功地解决了以往水文缆道测流存在的难题。附图说明图1为本专利技术的结构框图。图2为本专利技术的使用状态时的结构示意图。图3为本专利技术水下信号发生器的电路原理图。图4为本专利技术水上信号接收处理器的电路原理图。图5为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：包括信号连接的水下信号发生器、水上信号接收处理器和室内信号接收器，所述水下信号发生器包括密封的金属筒体，所述金属筒体固定有携带流速仪的铅鱼，所述铅鱼上方连接有吊索、行车，铅鱼底部设置有河底限位开关，所述金属筒体内设置有电连接的模拟信号生成电路和供电电池，所述模拟信号生成电路设置有公共接地端b、水面信号正极端a、流速仪信号正极端c和电压信号输出正极端C，所述公共接地端b与铅鱼、吊索、行车等电位连接，所述水面信号正极端a仅通过水体与公共接地端b接通，流速仪信号正极端c与流速仪的信号输出端相连接；所述模拟信号生成电路上集成有与流速仪信号正极端c信号连接且用于接收流速仪输出信号的流速仪信号输入电路、与河底限位开关信号连接且用于接收河底限位开关产生的电压脉冲信号的河底信号检测电路、与水面信号正极端a信号连接且用于接收铅鱼入水时产生的电压脉冲信号的水面信号检测电路和检测供电电池电压信号的电池电压检测电路，流速仪信号输入电路、河底信号检测电路、水面信号检测电路、电池电压检测电路的输出端共同连接电压信号输出正极端C；所述水上信号接收处理器包括信号甄别电路以及与信号甄别电路信号连接的无线信号发射单元，所述信号甄别电路设置有电压信号输入正极端D和公共接地端d，所述电压信号输入正极端D与电压信号输出正极端C信号连接，公共接地端d与公共接地端b信号连接，所述信号甄别电路包括均信号连接在电压信号输入正极端D和公共接地端d之间的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路和欠压信号甄别电路；所述河底信号甄别电路用于接收河底信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述水面信号甄别电路与水面信号检测电路信号连接，用于接收水面信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述流速仪信号甄别电路与流速仪信号输入电路信号连接，用于接收流速仪信号输入电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述欠压信号甄别电路与电池电压检测电路信号连接，用于接收电池电压检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器。...

【技术特征摘要】
1.一种电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：包括信号连接的水下信号发生器、水上信号接收处理器和室内信号接收器，所述水下信号发生器包括密封的金属筒体，所述金属筒体固定有携带流速仪的铅鱼，所述铅鱼上方连接有吊索、行车，铅鱼底部设置有河底限位开关，所述金属筒体内设置有电连接的模拟信号生成电路和供电电池，所述模拟信号生成电路设置有公共接地端b、水面信号正极端a、流速仪信号正极端c和电压信号输出正极端C，所述公共接地端b与铅鱼、吊索、行车等电位连接，所述水面信号正极端a仅通过水体与公共接地端b接通，流速仪信号正极端c与流速仪的信号输出端相连接；所述模拟信号生成电路上集成有与流速仪信号正极端c信号连接且用于接收流速仪输出信号的流速仪信号输入电路、与河底限位开关信号连接且用于接收河底限位开关产生的电压脉冲信号的河底信号检测电路、与水面信号正极端a信号连接且用于接收铅鱼入水时产生的电压脉冲信号的水面信号检测电路和检测供电电池电压信号的电池电压检测电路，流速仪信号输入电路、河底信号检测电路、水面信号检测电路、电池电压检测电路的输出端共同连接电压信号输出正极端C；所述水上信号接收处理器包括信号甄别电路以及与信号甄别电路信号连接的无线信号发射单元，所述信号甄别电路设置有电压信号输入正极端D和公共接地端d，所述电压信号输入正极端D与电压信号输出正极端C信号连接，公共接地端d与公共接地端b信号连接，所述信号甄别电路包括均信号连接在电压信号输入正极端D和公共接地端d之间的河底信号甄别电路、水面信号甄别电路、流速仪信号甄别电路和欠压信号甄别电路；所述河底信号甄别电路用于接收河底信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述水面信号甄别电路与水面信号检测电路信号连接，用于接收水面信号检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述流速仪信号甄别电路与流速仪信号输入电路信号连接，用于接收流速仪信号输入电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器；所述欠压信号甄别电路与电池电压检测电路信号连接，用于接收电池电压检测电路发送的信号并处理后交由无线信号发射单元发射给室内信号接收器。2.根据权利要求1所述电压甄别型水文缆道测验信号器，其特征在于：所述流速仪信号处理电路包括电压比较器IC2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘谦，刘以泉，王亚平，王贞珍，郎毅，张建国，刘安国，李蛟，左婧，魏振，刘珺，曹烨，张建民，李照德，马晓辉，时代，张学科，张广海，刘夙睿，
申请(专利权)人：张学科，
类型：发明
国别省市：山东,37