一种双向高精度水体检测方法和电路技术

本发明专利技术提供一种双向高精度水体检测方法，包括：向待检测水体发射检测信号，获取待检测水体的反射信号；将所述反射信号与第一频率的低频波进行混频，生成第一信号；基于所述第一信号计算水体流向；同时，将所述反射信号与第二频率的高频波进行混频，生成第二信号；基于所述第二信号计算水体流速；根据所述水体流向与所述水体流速确定水体检测结果。本发明专利技术通过将反射信号分为两路分别计算测量水体的流向和流速，使水体检测同时保证水体流向和流速的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种双向高精度水体检测方法和电路
本专利技术实施例涉及传感器
，尤其涉及一种双向高精度水体检测方法和电路。
技术介绍
随着城市化进程的加快，城市排水管网的长度快速增长，雨污水的排放对城市水环境造成的影响日益严重，准确测量水体流速对雨污水排放控制、污水处理厂水量水质调度、管网水动力模拟、洪涝模拟与预报具有重要意义由于排水管道处于非满管、高浊度、管底淤积、水面油污与漂浮物多、易燃/易爆气体充斥的恶劣工况，对水体流速和流向的测量一直是技术难点。传统的多普勒声学流速测量仪中，一般使用混频点选在低频得出低频信号来水体流速，但由于负向信息缺失不易得出水体流向信息，但是使用高频混频得出的信号虽然具有方向信息但是其频谱被压缩在较小的范围内其精度和灵敏差，容易导致判断流速的精度降低，无法保证精度与流速同时同时取得良好测量效果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种双向高精度水体检测方法和电路。反射信号分别测量水体的流向和流速，使水体检测实现同时高精度检测流向和流速，提高精度。第一方面，本专利技术提供一种双向高精度水体检测方法，包括：向待检测水体发射检测信号，获取待检测水体的反射信号；将所述反射信号与第一频率的低频波进行混频，生成第一信号；基于所述第一信号计算水体流向；同时，将所述反射信号与第二频率的高频波进行混频，生成第二信号；基于所述第二信号计算水体流速；根据所述水体流向与所述水体流速确定水体检测结果。进一步地，所述基于所述第一信号计算水体流向，包括：计算所述第一信号的第三频率；判断所述第三频率是否大于预设阈值；若大于，则判定所述水体流向为正方向；若小于，则判定所述水体流向为负方向。进一步地，所述计算所述第一信号的第三频率，包括：将所述第一信号输入滤波器进行滤波，以输出第三信号；对所述第三信号基于预设采样频率进行采样，得到采样信号；对所述采样信号进行傅里叶变换，基于变换后的所述第四信号的能量强度确定所述第三频率。进一步地，所述基于所述第二信号计算水体流速，包括：将所述第二信号输入滤波器进行滤波，以输出第四信号；对所述第四信号进行傅里叶变换，基于变换后的所述第四信号的能量强度确定所述第四频率；基于所述第四频率计算得到频偏值；基于所述频偏值计算得到水体流速。进一步地，在所述向待检测水体发射检测信号，获取待检测水体的反射信号之后，还包括：对所述反射信号进行信号放大。第二方面，本专利技术提供一种双向高精度水体检测电路，包括：接收模块、水体流向确定模块、水体流速确定模块和输出模块；所述接收模块用于向待检测水体发射检测信号，获取待检测水体的反射信号；所述水体流向确定模块用于将所述反射信号与第一频率的低频波进行混频，生成第一信号，基于所述第一信号计算水体流向；所述水体流速确定模块用于将所述反射信号与第二频率的高频波进行混频，生成第二信号，基于所述第二信号计算水体流速；输出模块，用于根据所述水体流向与所述水体流速确定水体检测结果。进一步地，所述水体流向确定模块还用于计算所述第一信号的第三频率；判断所述第一频率是否大于预设阈值；若大于，则判定水体流向为正方向；若小于，则判定水体流向为负方向。进一步地，所述水体流向确定模块具体用于：将所述第一信号输入滤波器进行滤波，以输出第三信号；对所述第三信号基于预设采样频率进行采样，得到采样信号；对所述采样信号进行傅里叶变换，基于变换后的所述第四信号的能量强度确定所述第三频率。进一步地，所述水体流速确定模块还用于：将所述第二信号输入滤波器，输出为第四信号；将所述第四信号经过傅里叶生成第二频率；通过所述第二频率计算得到水体流速。进一步地，还包括：信号放大模块，用于对所述反射信号进行信号放大。本专利技术通过将流速与流量采集分别在不同的频段，通过将采集到的信号分为方向采集部分与流速采集部分，方向采集由于最终的中心频点较高，一些流速的被压缩在狭小的频带范围内容易实现对流速细节的高精度采集。同时另一路用混频确定流速，以实现同时保证水体流向和流速的精确度。附图说明如图1所示为本实施例一的双向高精度水体检测方法流程图。如图2所示为本实施例二的双向高精度水体检测方法流程图。如图3所示为本实施例三的电路模块图。如图4所示为本实施例三替代实施例的电路模块图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，第一特征信息可以为第二特征信息或第三特征信息，类似地，第二特征信息、第三特征信息可以为第一特征信息。第一特征信息和第二特征信息、第三特征信息都是分布式文件系统的特征信息，但其不是同一特征信息。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”、“批量”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。实施例一本实施例提供了一种双向高精度水体检测方法，通过设置在多普勒超声波流速仪中的双向高精度水体检测电路执行，流速仪设置在待检测水体水道中，朝向与水体流向保持平行。如图1所示，该方法包括如下步骤：S101、向待检测水体发射检测信号，获取待检测水体的反射信号。该步骤中，所述检测信号为固定频率的超声波信号或电信号，对应地。反射信号为超声波信号或电信号。示例性地，超声波换能器将发射电路的电信号转换为超声波信号并发射，超声波通过流动水体的悬浮物反射生成反射信号，超声波换能器将获取到的超声波信号转换为电信号，进入检测电路计算并得到检测结果。具体地，所述反射信号分为两路，分别执行步骤S102和步骤S104。在替代实施中，可选地，该步骤之后还包括：对所述反射信号进行信号放大。可选地，该步骤通过多级放大电路进行信号放大。S102、将所述反射信号与第一频率的低频波进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向高精度水体检测方法，其特征在于，包括：/n向待检测水体发射检测信号，获取待检测水体的反射信号；/n将所述反射信号与第一频率的低频波进行混频，生成第一信号；/n基于所述第一信号计算水体流向；/n同时，将所述反射信号与第二频率的高频波进行混频，生成第二信号；/n基于所述第二信号计算水体流速；/n根据所述水体流向与所述水体流速确定水体检测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种双向高精度水体检测方法，其特征在于，包括：
向待检测水体发射检测信号，获取待检测水体的反射信号；
将所述反射信号与第一频率的低频波进行混频，生成第一信号；
基于所述第一信号计算水体流向；
同时，将所述反射信号与第二频率的高频波进行混频，生成第二信号；
基于所述第二信号计算水体流速；
根据所述水体流向与所述水体流速确定水体检测结果。


2.根据权利要求1所述的一种双向高精度水体检测方法，其特征在于，所述基于所述第一信号计算水体流向，包括：
计算所述第一信号的第三频率；
判断所述第三频率是否大于预设阈值；
若大于，则判定所述水体流向为正方向；
若小于，则判定所述水体流向为负方向。


3.根据权利要求2所述的一种双向高精度水体检测方法，其特征在于，所述计算所述第一信号的第三频率，包括：
将所述第一信号输入滤波器进行滤波，以输出第三信号；
对所述第三信号基于预设采样频率进行采样，得到采样信号；
对所述采样信号进行傅里叶变换，基于变换后的所述第四信号的能量强度确定所述第三频率。


4.根据权利要求1所述的一种双向高精度水体检测方法，其特征在于，所述基于所述第二信号计算水体流速，包括：
将所述第二信号输入滤波器进行滤波，以输出第四信号；
对所述第四信号进行傅里叶变换，基于变换后的所述第四信号的能量强度确定所述第四频率；
基于所述第四频率计算得到频偏值；
基于所述频偏值计算得到水体流速。


5.根据权利要求1所述的一种双向高精度水体检测方法，其特征在于，在所述向待检测水体发射检测信号，获取待检测水体的反射信号之后，还包括：对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振华，李丛，周志明，冯阳，邓权，戴聪聪，廖锴，张清波，
申请(专利权)人：深圳市宏电技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44