无线数字悬移质横式泥沙采样器制造技术

本实用新型专利技术提出了一种无线数字悬移质横式泥沙采样器，包括：输入电路接输入信号，并将其发送至自动增益放大电路，自动增益放大电路的输出端与电压比较器的输入端连接，电压比较器的输出端与电源电路的输入端连接，信号解析模块输出端与单片机电路的输入端连接，无线数字电台通过无线数字电台接口与单片机电路双向连接，单片机电路的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与直流步进电机的输入端连接，直流步进电机的输出端与传动机构的输入端连接，传动机构的输出端与采样器撑爪连接。本实用新型专利技术通过步进电机代替电磁铁实现仓门关闭的操作，解决了电磁铁易失效的问题，设置无线数字电台实现信号的双向传输，硬件设备减少，可靠性更高。

Wireless digital suspended load horizontal sediment sampler

The utility model provides a wireless digital suspended load horizontal sediment sampler, which includes: input circuit connects input signal and sends it to the automatic gain amplification circuit, the output end of the automatic gain amplification circuit is connected with the input end of the voltage comparator, the output end of the voltage comparator is connected with the input end of the power circuit, the output end of the signal analysis module is connected with the output end of the single-chip microcomputer circuit The input end is connected, the wireless digital radio station is connected with the single-chip microcomputer circuit in two directions through the radio digital radio interface, the output end of the single-chip microcomputer circuit is connected with the input end of the driving circuit, the output end of the driving circuit is connected with the input end of the DC stepping motor, the output end of the DC stepping motor is connected with the input end of the driving mechanism, and the output end of the driving mechanism is connected with the sample holder. The utility model realizes the operation of the bin door closing by replacing the electromagnet with the stepping motor, solves the problem of the electromagnet easy to fail, sets the wireless digital radio station to realize the bidirectional transmission of the signal, reduces the hardware equipment, and has higher reliability.

【技术实现步骤摘要】
无线数字悬移质横式泥沙采样器
本技术涉及泥沙测验
，特别涉及一种无线数字悬移质横式泥沙采样器。
技术介绍
我们国家的水土流失已经危及到人民的生命财产和生存空间，尤其是近些年来在长江及其他流域发生的特大洪水已发出了警告，生态环境建设早已列入国家的战略部署。因此，环境和防洪部门的决策者迫切需要准确的泥沙输移数据，而提供数据的水文部门，如何准确无误而又及时采集水样，是多年来遇到的一大难题。为了解决泥沙采样测验问题，我们国家曾在上世纪八十年代组织了大量的人力、财力进行悬移质泥沙采样器的研究，形成了LSS、FS、JL-I、JL-II、JX等系列采样器样品，并于1986年与美国的USP61型泥沙采样器进行了比测。但是通过不同级别技术检定的泥沙采样器因多方面的原因造成绝大部分产品还停留在小区域小范围内投产使用，没有推广。在以后的十几年里，国内外都逐渐停止了泥沙采样器的研究，从而转向研究浊度仪、泥沙在线监测仪等。由于泥沙在线监测技术还有待于进一步探索，所以目前绝大多数水文站还在使用横式悬移质泥沙采样器采取沙样。泥沙测验是水文测验项目之一。泛指流域和水体中泥沙随水流运动的形式、数量及其演变过程的观察和测量。通常指河流的悬移质输沙率、推移质输沙率、河床质测定以及泥沙颗粒级配的分析。悬浮在水中随水流动的泥沙称为悬移质。基于流域水土流失程度和产沙形成的方式不同，江河水体中的悬浮泥沙的分布，存在明显的差异。在通常情况下，江河中悬移质泥沙分布有一定规律，横向分布在河流中泓处含沙量较大，纵向分布从水面到河底含沙量逐渐增大。江河水体中含沙量不管是横向或纵向分布都是极不均匀的，脉动变化很大。泥沙测验仪器按测量对象可分为悬移质、临底沙、推移质、河床质等各种器测法采样器和电测法仪器。当前常用的泥沙测验仪器，一般均以器测法取样分析、称重的方法为主。我们国家先后研制出的光电测沙仪、同位素测沙仪、超声波测沙仪、振动测沙仪和压力传感器测沙仪等电测法仪器，由于各种客观原因，至今尚未推广使用。移质泥沙采样器是采集江河水体中含有悬浮泥沙水样的仪器。悬移质泥沙采样器必须达到悬移质泥沙采样器行业标准要求：(1)能采集到流态不受扰动，进口流速和天然流速一致，并客服泥沙脉动影响的水样；(2)仪器能适用于各种水文测验设施，并具有综合测验功能；悬移质泥沙采样器分瞬时式和积时式两类。瞬时式采样器按承水筒放置位置的不同分竖式和横式两种，现在使用最多的都是横式放置，全称瞬时横式悬移质泥沙采样器。瞬时横式悬移质泥沙采样器是采集江河、湖泊、水库、渠道等水体过水面积中的预定测点极短历时内悬移质泥沙水样的仪器。瞬时横式悬移质泥沙采样器的器身是一个圆形筒，轴线平行于水流方向，两端有盖并装有弹簧。取样时，两盖开启，待水流稳定后，操纵开关使两盖同时关闭，取得瞬时水样。横式悬移质泥沙采样器外观如图1所示。横式悬移质泥沙采样器操纵两盖关闭的方式一般有拉绳、锤击和电动。采用电动方式可以实现远程控制。横式悬移质泥沙采样器远程控制关闭两盖的方式是控制给安装在顶部的电磁铁供电，让电磁铁产生吸力，从而提拉撑爪，由弹簧拉动关闭筒盖。控制信号的传输是利用铅鱼的起吊钢丝绳和水体构成信号传输回路。但是，目前横式悬移质泥沙采样器存在问题如下：目前利用水文缆道远程控制的横式悬移质泥沙采样器存在如下问题：1、利用水体构成信号传输回路，受水体泥沙杂质含量、水体的导电率和通讯距离的远近影响，信号传输的可靠性不高。往往存在有的站点能用，有的站点无法控制。往往低水时能用，而大洪水高含沙量时无法控制。往往通讯距离短能用，而通讯距离长时无法控制。这说明目前的横式悬移质泥沙采样器控制部分存在受使用环境制约的问题；2、利用钢丝绳和水体构成传输回路，进行控制信号的模拟量传输，控制方向往往是单向的，控制指令发出后，不知道远在水底下的泥沙采样器是否接收到信号，是否完成了筒盖的闭合。往往是将泥沙采样器控制取回后，才发现尚未完成筒盖的闭合，给水文测验工作增加工作量，影响取样的及时性，造成资源浪费，传统的悬移质横式泥沙采样器是通过钢丝绳和水体构成传输回路，通过模拟方式实现泥沙采样器关仓信号的传输，从而触发电磁铁实现横式泥沙采样器仓门的关闭；3、利用电磁铁通电后产生的吸力，拉动撑爪控制筒盖关闭。电磁铁是通电产生电磁的一种装置。一般在铁芯的外部缠绕导电绕组线圈，这样线圈通电后就会产生磁性。可见拉动撑爪的磁力是保证筒盖关闭的关键因素。在实际使用中，电池铁的磁力和使用年限，供电电池电压高低、电流大小等因素有关。往往电磁铁产生的磁力不够，达不到筒盖关闭的磁力要求。同时电磁铁的启动电流非常大，给水下电池的容量和放电电流提出更高要求。
技术实现思路
本技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本技术的目的在于提出一种无线数字悬移质横式泥沙采样器。为了实现上述目的，本技术的实施例提供一种无线数字悬移质横式泥沙采样器，包括：输入电路、自动增益放大器、电压比较器、电源模块、信号解析模块、单片机、驱动电路、直流步进电机、检测电路、传动机构、无线数字电台，其中，所述输入电路接输入信号，并将其发送至所述自动增益放大电路，所述自动增益放大电路的输出端与所述电压比较器的输入端连接，所述电压比较器的输出端与所述电源电路的输入端连接，所述电源电路的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述信号解析模块的输入端接入远程控制信号，所述信号解析模块的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述无线数字电台通过无线数字电台接口与所述单片机电路双向连接，所述单片机电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述直流步进电机的输入端连接，所述直流步进电机的输出端与所述传动机构的输入端连接，所述传动机构的输出端与采样器撑爪连接，以提拉撑爪，由弹簧拉动关闭或合上筒盖。进一步，还包括：检测电路，所述检测电路与所述传动机构和所述单片机电路连接，所述单片机电路进一步与所述直流步进电机连接。进一步，所述传动机构包括：所述传动机构包括涡轮和丝杠，所述直流步进电机与传动机构连接，通过所述涡轮和丝杠传动。进一步，所述无线数字悬移质横式泥沙采样器中的所有接口均采用水下防水接口设计。进一步，所述无线数字电台的天线通过固定结构安装在水文缆道起重索上。根据本技术实施例的无线数字悬移质横式泥沙采样器，将传统的模拟模式进行泥沙采样器关仓信号的传输，改为横式泥沙采样器关仓信号的数字传输方式。无线数字悬移质横式泥沙采样器通过对关仓信号的数字编码再传输彻底解决了模拟方式泥沙采样器关仓信号传输方式造成的信号丢失、易受水体含沙量影响、易遭受雷击等问题。通过步进电机代替电磁铁实现仓门关闭的操作，解决了电磁铁易失效的问题。实现了横式泥沙采样器远程控制的的可靠性。本技术设置无线数字电台与单片机电路的连接，实现信号的双向传输，替代原有的泥沙控制信号通过缆道钢丝绳和水体作为通讯链路，结构更加简化，并且无线信号替代有线传输链路，硬件设备减少，设备可靠性更高。本技术采用直流步进电机通过涡轮和丝杠传动，较大的传动比只需要较小的动力输出，从而大幅度降低动力控制电流。步进电机良好的通讯回馈机制，也便于智能信号桶能及时监控到步进电机的动作状态和通讯状态，便于操作人员排查设备故障。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线数字悬移质横式泥沙采样器，其特征在于，包括：输入电路、自动增益放大器、电压比较器、电源模块、信号解析模块、单片机电路、驱动电路、直流步进电机、传动机构、无线数字电台，其中，所述输入电路接输入信号，并将其发送至所述自动增益放大电路，所述自动增益放大电路的输出端与所述电压比较器的输入端连接，所述电压比较器的输出端与电源电路的输入端连接，所述电源电路的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述信号解析模块的输入端接入远程控制信号，所述信号解析模块的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述无线数字电台通过无线数字电台接口与所述单片机电路双向连接，所述单片机电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述直流步进电机的输入端连接，所述直流步进电机的输出端与所述传动机构的输入端连接，所述传动机构的输出端与采样器撑爪连接，以提拉撑爪，由弹簧拉动关闭或合上筒盖。

【技术特征摘要】
1.一种无线数字悬移质横式泥沙采样器，其特征在于，包括：输入电路、自动增益放大器、电压比较器、电源模块、信号解析模块、单片机电路、驱动电路、直流步进电机、传动机构、无线数字电台，其中，所述输入电路接输入信号，并将其发送至所述自动增益放大电路，所述自动增益放大电路的输出端与所述电压比较器的输入端连接，所述电压比较器的输出端与电源电路的输入端连接，所述电源电路的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述信号解析模块的输入端接入远程控制信号，所述信号解析模块的输出端与所述单片机电路的输入端连接，所述无线数字电台通过无线数字电台接口与所述单片机电路双向连接，所述单片机电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述直流步进电机的输入端连接，所述直流步进电机的输出端与所述传...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华章，
申请(专利权)人：南京渤溢电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32