一种铅鱼用多普勒流速仪制造技术

本发明专利技术公开了一种铅鱼用多普勒流速仪，包括信号获取模块、信号处理模块、锂电池和单片机，所述信号获取模块包括多普勒探头和铅鱼信号获取模块，所述多普勒探头设置在所述铅鱼的前端，所述信号处理模块固定在所述铅鱼的后端或者中部；所述单片机从所述铅鱼信号获取模块中获取铅鱼信号，并传递给所述信号处理模块；所述信号处理模块与所述多普勒探头连接，并接收所述多普勒探头发送过来的流速信号；所述信号处理模块对接收到的铅鱼信号和流速信号进行处理后，通过所述单片机控制传递给水文缆道测流系统。本发明专利技术采用多普勒探头，用超声波技术探测流速，测量范围广，测量的数据精度高。

A Doppler velocimeter for lead fish

【技术实现步骤摘要】
一种铅鱼用多普勒流速仪
本专利技术涉及水文测试的流速仪领域，更具体地说，它涉及一种铅鱼用多普勒流速仪。
技术介绍
目前国家正在加大发展水文的力度，要求科技的创新。而现有技术中主要使用的是旋浆流速仪、旋杯流速仪、拖拽式多普勒流速仪来进行水文测试。旋浆流速仪、旋杯流速仪都属于转子式流速仪，工作原理基本相同，是利用水流动力推动转子旋转，再经过K、C、N计算出流速，流速计算公式：V＝KN+C；公式中：V-流速(m/s)；N-双音频信号个数；K-常数；C-仪器校准系数。现有技术中依靠这种方式进行水文流速流量测量都遇到了几个同样的问题：第一，由于环境富营养化，河流水道中水草大量繁殖，致使传统流速仪(旋浆、旋杯)经常被缠绕，致使测量中断或无法测量或测量数据误差；第二、河道中垃圾杂物很多，极易造成传统流速仪(旋浆、旋杯)损坏；第三、每施测一定时间后需重新校准流速仪的K、C、N值，并且不能长期将流速仪置于室外，长期风吹转动将很快造成K、C、N值偏移或报废。第四、传统流速仪的测量范围较小、分别有低速流速仪和高速流速仪，如果河流流速范围较大，就需要配两个流速仪。第五、由于传统流速仪不能长期置于室外，每次测流都需要人工到现场安装流速仪，每个水文站需要安排人员值守，加大了人工成本，实现远程测流较麻烦。而目前现有技术中已有的拖拽式多普勒流速仪，不能进入到水中测流，一般测流范围是0.3-5m/s。因此需要针对上述问题，进行进一步研究。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种铅鱼用多普勒流速仪，其至少解决了上述部分技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案:一种铅鱼用多普勒流速仪，包括信号获取模块、信号处理模块、锂电池和单片机，所述信号获取模块包括多普勒探头和铅鱼信号获取模块，所述多普勒探头设置在所述铅鱼的前端，所述信号处理模块固定在所述铅鱼的后端或者中部，所述锂电池固定在所述信号处理模块上；所述单片机从所述铅鱼信号获取模块中获取铅鱼信号，并传递给所述信号处理模块；所述信号处理模块与所述多普勒探头连接，并接收所述多普勒探头发送过来的流速信号；所述信号处理模块对接收到的铅鱼信号和流速信号进行处理后，通过所述单片机控制传递给水文缆道测流系统。采用上述方案，通过单片机进行控制，采用多普勒探头进行完成测流。进一步优选为：所述单片机控制所述锂电池为所述多普勒探头和所述信号处理模块供电，并对所述锂电池的电压进行监控；当所述锂电池的电压低于预设阈值时，所述单片机控制通过薄膜太阳能板对所述锂电池充电。采用上述方案，使用锂电池供电，太阳能进行浮充电，节能环保，同时保证铅鱼多普勒流速仪可以长期外挂在铅鱼上。实现远程测流，并降低人工成本。进一步优选为：所述多普勒探头包括前壳体、中壳体和后壳体，所述中壳体外部为不锈钢身架结构，所述中壳体里面设有探头主板；所述后壳体设有探头线缆，所述探头线缆一端从所述后壳体穿入到所述中壳体与所述探头主板连接，另一端与所述信号处理模块相连；所述前壳体设有超声波装置，所述超声波装置包括声波接收头和声波发射头，所述声波接收头和所述声波发射头连接，并共同由所述探头主板控制。采用上述方案，使用金属外壳，不惧泥沙堵塞和水草缠绕，探头坚固耐用，不怕被外物撞击，适用各种河流环境。用超声波技术探测流速，测量点在探头前方，流场不会被破坏，测量的数据精度高。进一步优选为：所述后壳体还设有探头防水螺丝和防水挡圈，所述探头线缆由所述探头防水螺丝和所述防水挡圈共同固定密封；所述前壳体还设有防水接头，所述防水接头将所述超声波装置和所述探头主板连接。采用上述方案，对探头进行良好的密封处理，使得多普勒探头能够伸入水下进行测流，测量数据更精确。进一步优选为：所述铅鱼信号获取模块包括水阻开关、陀螺仪传感器和GPS传感器；所述水阻开关获取所述铅鱼的入水信号，并传递给所述单片机；所述陀螺仪传感器获取所述铅鱼的移动信号，并传递给所述单片机；所述GPS传感器获取所述铅鱼的水平位移信号，并传递给所述单片机。采用上述方案，通过单片机根据铅鱼的动作进行有效控制，保证铅鱼用多普勒流速仪的低功耗，节约能源。进一步优选为：：所述信号处理模块包括数据采集处理模块和双音频信号处理模块，所述单片机接收所述多普勒探头检测到的流速信号，并通过所述数据采集处理模块处理后形成开关信号，再传递给所述双音频信号处理模块；所述双音频信号处理模块和所述单片机将所述开关信号转换成双音频信号，再传递给所述水文缆道测流系统。采用上述方案，能够对信号进行有效处理，防止干扰。进一步优选为：当所述单片机没有接收到所述水阻开关、陀螺仪传感器和GPS传感器传递过来的信号时，所述单片机控制所述锂电池停止为所述多普勒探头和所述信号处理模块供电，并进入休眠模式；当所述单片机接收到所述水阻开关、陀螺仪传感器或GPS传感器传递过来的信号时，所述单片机控制所述锂电池开始为所述多普勒探头和所述信号处理模块供电，并进入工作模式。采用上述方案，通过单片机进行有效控制，保证铅鱼用多普勒流速仪的低功耗，节约能源。进一步优选为：所述信号处理模块包括箱体，所述箱体为不锈钢身架结构，所述箱体的中部设有夹持固定结构，所述夹持固定结构将所述箱体固定在所述铅鱼上，所述箱体的内部设有处理主板、主板保持架和主板固定螺丝，所述主板固定螺丝将所述处理主板固定在所述主板保持架上，所述箱体包括前端部，所述水阻开关固定在所述前端部上并与所述处理主板电连接。采用上市方案，通过信号处理模块硬件设置，实现信号有效处理。进一步优选为：所述前端部上设有尼龙头，所述尼龙头套设在所述水阻开关上，以对所述水阻开关进行信号绝缘。采用上述方案，能够保证水阻开关进行有效信号获取，确保铅鱼入水时，及时传递出信号，启动系统工作。进一步优选为：所述锂电池固定在所述箱体内，所述前端部包括充电孔端盖，所述充电孔端盖上设有用于向所述单片机发送数据和给所述锂电池充电的航空插头；所述前端部还设有扳手孔位，用于扭开前端部，以对所述处理主板进行检查。采用上述方案，能够对锂电池进行保护和检查。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的铅鱼用多普勒流速仪采用的是微型多普勒探头，无转动部件，使用金属外壳，不惧泥沙堵塞和水草缠绕，探头坚固耐用，不怕被外物撞击，适用各种河流环境。2、本专利技术提供的多普勒流速仪用超声波技术探测流速，测量点在探头前方，流场不会被破坏，测量的数据精度高，测流线性，而K、C、N是经过流速推导而来，不会发生变化。不需要进行校准。3、本专利技术提供的铅鱼用多普勒流速仪使用锂电池供电，太阳能进行浮充电，保证铅鱼多普勒流速仪可以长期外挂在铅鱼上。实现远程测流，并降低人工成本。4、本专利技术提供的铅鱼用多普勒流速仪是将探头放入河水中，测量数据更精确，这样也使得流速仪测量范围广，能够达到0.02-7m/s,且精度高，精确到1mm，一个流速仪可以实现低速、中速、高速的测量。附图说明图1是本专利技术一实施例中一种铅鱼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅鱼用多普勒流速仪，其特征在于：包括信号获取模块、信号处理模块、锂电池和单片机，所述信号获取模块包括多普勒探头和铅鱼信号获取模块，所述多普勒探头设置在所述铅鱼的前端，所述信号处理模块固定在所述铅鱼的后端或者中部，所述锂电池固定在所述信号处理模块上；所述单片机从所述铅鱼信号获取模块中获取铅鱼信号，并传递给所述信号处理模块；所述信号处理模块与所述多普勒探头连接，并接收所述多普勒探头发送过来的流速信号；所述信号处理模块对接收到的铅鱼信号和流速信号进行处理后，通过所述单片机控制传递给水文缆道测流系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种铅鱼用多普勒流速仪，其特征在于：包括信号获取模块、信号处理模块、锂电池和单片机，所述信号获取模块包括多普勒探头和铅鱼信号获取模块，所述多普勒探头设置在所述铅鱼的前端，所述信号处理模块固定在所述铅鱼的后端或者中部，所述锂电池固定在所述信号处理模块上；所述单片机从所述铅鱼信号获取模块中获取铅鱼信号，并传递给所述信号处理模块；所述信号处理模块与所述多普勒探头连接，并接收所述多普勒探头发送过来的流速信号；所述信号处理模块对接收到的铅鱼信号和流速信号进行处理后，通过所述单片机控制传递给水文缆道测流系统。


2.根据权利要求1所述的一种铅鱼用多普勒流速仪，其特征在于：所述单片机控制所述锂电池为所述多普勒探头和所述信号处理模块供电，并对所述锂电池的电压进行监控；当所述锂电池的电压低于预设阈值时，所述单片机控制通过薄膜太阳能板对所述锂电池充电。


3.根据权利要求1所述的一种铅鱼用多普勒流速仪，其特征在于：所述多普勒探头包括前壳体、中壳体和后壳体，所述中壳体外部为不锈钢身架结构，所述中壳体里面设有探头主板；所述后壳体设有探头线缆，所述探头线缆一端从所述后壳体穿入到所述中壳体与所述探头主板连接，另一端与所述信号处理模块相连；所述前壳体设有超声波装置，所述超声波装置包括声波接收头和声波发射头，所述声波接收头和所述声波发射头连接，并共同由所述探头主板控制。


4.根据权利要求3所述的一种铅鱼用多普勒流速仪，其特征在于：所述后壳体还设有探头防水螺丝和防水挡圈，所述探头线缆由所述探头防水螺丝和所述防水挡圈共同固定密封；所述前壳体还设有防水接头，所述防水接头将所述超声波装置和所述探头主板连接。


5.根据权利要求1所述的一种铅鱼用多普勒流速仪，其特征在于：所述铅鱼信号获取模块包括水阻开关、陀螺仪传感器和GPS传感器；所述水阻开关获取所述铅鱼的入水信号，并传递给所述单片机；所述陀螺仪传感器获取所述铅鱼的移动信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立，王飞，周德政，周建刚，雷瑀，韦治高，雷运区，
申请(专利权)人：南宁强国科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45