水文信号无线传输转换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水文信号无线传输转换器。该转换器可将水下仪器采集的入水、触底、流速等信号转换成三种相应频率的输出信号，由悬吊钢丝绳发射到空间，岸上通过收音机接收，由于主电路采用ＣＭＯＳ集成电路及晶振电路，因此当温度、电压变化时，频率不变，便于与智能仪器接口。该转换器不设电源开关，操作简便、工作可靠，使用四节５号电池，一个汛期内不需更换，适于在各种水文观测仪器设备中配套使用。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

Wireless transmission converter for hydrological signal

The utility model discloses a wireless transmission converter for hydrological signals. The converter can be collected by an underwater instrument into the water, the bottom and velocity signal into an output signal of the three frequency, emitted by the suspension rope to the space, received by a radio receiver on shore, because the main circuit adopts a CMOS integrated circuit and oscillator circuit, so when the variation of temperature, voltage, frequency invariant, easy to with intelligent instrument interface. The utility model has the advantages of simple operation, reliable operation, no need to be replaced in a flood season and the use of the four section No. 5 battery.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水文测量装置。现有的水文测量方法是将流速仪安装在配重铅鱼上，用钢丝绳悬吊放入施测水域中，在不同测点采集单位时间内流速仪转子产生的信号。该信号一般是通过导线传输到水面上的接收仪器中。在遇有大洪水，高流速及大量漂浮物等冲击时，导线常常被拉断，造成漏测事故。我国授予的86208826专利公开了一种水文缆道测量信号无线传输装置，该装置以悬吊流速仪的钢丝绳为天线，将入水、触底及流速仪信号经双音频调制发射，通过岸上的普通收音机接收，虽然实现了水文信号的无线传输，但该信号抗干扰能力较差，与智能仪器匹配困难，信号输入与河底开关联接线常有渗水现象造成仪器失灵；该装置的耗电也较大，电池用二十几次就需更换；另外由于该装置采用磁钢——干簧管开关，每次测量都得拧上拧下，给操作带来不便。本技术的目的是提供一种操作简单、密封可靠、工作稳定以及可与智能仪器方便接口的无线传输转换器。本技术的目的是这样实现的该技术包括金属制成的底座、密封圈、外罩、固定安装在底座上带有电子元件的线路板和入水传感器。外罩通过螺纹与底座联接，防水密封圈装在两者之间。入水传感器安装在底座上，入水传感器与底座之间用隔水、绝缘材料隔离，并在其结合部位做防水密封处理。线路板的三个输入端分别与入水传感器，河底开关、流速仪相接，其输出端与悬吊钢丝绳相接。电路部分由输入门电路、晶振与分频电路、输出整形与放大电路及电源构成。其输入门电路中的三个控制门U1B、U1C、U1D的输出端分别与输出整形与放大电路中的二极管D4、D5、D6的负极相接，输入门电路中的三个二极管D1、D2、D3的负极并联后接在晶振与分频电路中的控制门U1A的一输入端，晶振与分频电路中的集成分频器U2的第12、14、15接线脚分别与输入门电路中的三个控制门U1B、U1C、U1D的一输入端相接，晶振与分频电路中的控制门U1A的输出端与集成分频器U2的第9接线脚分别与输出整形与放大电路中的与非门U3A的二输入端相接。电源采用四节串联的5号电池供电，其电源正极与底座相连。电路中不设电源开关，工作状态由输入门电路控制，平时电路处于休止状态，工作时由输入信号打开门电路进入工作状态。为确保工作频率稳定，采用晶振作振荡电路。输出信号为三种频率的音频信号，由作为天线的悬吊钢丝绳发射到空间；为提高输出功率和效率，输出采用二分频与基频相与，使发射级处于丙类输出。为提高工作的可靠性并降低功耗，采用三块CMOS集成电路构成主电路。为防止输入信号线的接头处渗水，在该位置使用了防水接头，并在周围用环氧基粘合剂做表面处理。由于上述解决方案中采用了CMOS门电路，使工作稳定性得到提高，并降低了功耗。采用CMOS晶振与分频电路，可有效地防止杂乱信号的干扰，当电源电压有所降低时也可正常工作。由于主电路采用CMOS集成电路及晶振电路，因此当温度、电压变化时频率不变，以便于同智能仪器接口。此外，本技术还具有密封可靠、耗电量小等优点。使用四节5号电池一个汛期内不用更换。适于在各种水文观测仪器设备中配套应用。本技术的具体结构由以下的实施例及其附图给出。附图说明图1、为水文信号无线传输转换器的结构示意图；图2、为水文信号无线传输转换器的电路原理框图；图3、为水文信号无线传输转换器的电路原理图。以下结合附图详细说明依据本技术提出的具体结构及工作情况。该装置是由金属底座2、外罩4、固定在底座2上的线路板5和入水传感器7等部分组成。其中底座2与外罩4之间为螺纹连接，其间装有防水密封圈3，由此组成一个密封的空腔，将线路板5封装在该空腔内。线路板5上的电源正极与底座2相连接。外罩4端部的凸状曲面与柱体表面为光滑过渡的连续曲面。入水传感器7固定在底座2上，底座2与入水传感器7之间用隔水、绝缘材料隔离，在接合部位用环氧基粘合剂做密封处理，入水传感器7的端头从密封腔内探出。本技术的电路中共使用了三块CMOS集成电路，即两块型号为4093的施密特触发器U1、U3和一块型号为4020的分频器U2。整个电路由输入门电路、晶振与分频电路、输出整形与放大电路及电源组成。其中输入门电路分别由R7、C3、U1B；R8、C4、U1C；R9、C5、U1D构成的三种信号输入门和作为振荡极隔离门的D1、D2、D3组成。晶振与分频电路由U1A、R6、R5、TAL、C2、C1构成的带控制门的晶体振荡电路和集成分频器U2组成。输出整形与放大电路由D4、D5、D6、和U3B构成的或非门；起输出调制器作用的U3D、输出功率放大器Q和电感器L1等组成。电源由四节串联安装在线路板4上的5号电池构成。当输入端I(II或III)出现信号时，便经C3(C4或C5)一路去触发U1B(U1C或U1D)门使之开通；另一路经D1(D2或D3)触发U1A门，振荡极便可工作。由晶振产生500KHZ信号，经集成分频器U2分频在第12、14、15脚输出1000HZ、500HZ、250HZ信号，通过信号门U1B(U1C或U1D)进入整形放大电路，经整形放大后发射输出。由于将晶振产生的500KHZ信号与二分频出来的250KHZ信号在U3A相与，产生占空比为3∶1的250KHZ信号，使发射极处于丙类输出，因此信号经功率放大器Q放大后，将向空间发射出较大功率的载频信号。电路板上有三个输入信号接线端I、II、III，其中一个接入水传感器7，另外两个从防水护套8中引出，分别通过防水接头6与河底开关、流速仪相接。信号输出端A1也由护套8中引出，用金属夹紧器12与悬吊钢丝绳牢固连结，防水护套8与底座2间的结合处用环氧基粘合剂做防水密封处理，防水护套8与导线间也做相应的防水密封处理。本转换器通过底坐2上的联接板1安装在铅鱼尾冀上，使外罩4的曲面端头处于逆水流方向以减少冲击阻力。测量时，本转换器随配重铅鱼、流速仪等在悬吊钢丝绳的牵引下向施测水域中施放，当入水传感器7遇水后，该转换器便发射一个音频信号，历时0.5S，通过钢丝绳被水面上的收音机接收，同时输入到智能仪器中，使其测水深的数字显示器复零；铅鱼继续下放，另外设置的测深传感器随之产生角度位移脉冲，数显器累加计数；铅鱼到达水底时，设在铅鱼下部的河底开关导通，本转换器同时又发射出一个与入水时不同的音频信号，历时0.5S，接收信号的智能仪器将测得的水深数据锁存。测流速时，将流速仪提放在规定测点位置，流速仪的旋桨或旋杯在水流冲击下产生角速度，由其内部转子转换成通断信号。该信号被实时输入到本转换器中，转换器便同步发射出相应频率的音频信号，由智能仪器接收处理，从而实现本技术的信号传输与转换功能。本转换器输出的三种音频信号与输入信号接线端相对应，即当信号分别由I、II、III输入时，本转换器将分别发射输出1000HZ、500HZ、250HZ的音频信号。(文中提到的配重铅鱼、流速仪、河底开关以及测深传感器附图中均未给出)。权利要求1.一种水文信号无线传输转换器，它包括底座(2)、固定安装在底座(2)上的带有电子原件的线路板(5)，与底座(2)螺接的外罩(4)和安装在底座(2)与外罩(4)之间的密封圈(3)以及传输导线；其特征在于a、底座(2)是由金属材料制成的，其上装有入水传感器(7)，底座(2)与入水传感器(7)之间用隔水、绝缘材料隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水文信号无线传输转换器，它包括：底座（２）、固定安装在底座（２）上的带有电子原件的线路板（５），与底座（２）螺接的外罩（４）和安装在底座（２）与外罩（４）之间的密封圈（３）以及传输导线；其特征在于：ａ、底座（２）是由金属材料制成的， 其上装有入水传感器（７），底座（２）与入水传感器（７）之间用隔水、绝缘材料隔离，并在结合部位做防水密封处理；ｂ、线路板（５）上的电路部分由输入门电路、晶振与分频电路、输出整形与放大电路以及电源组成；其输入门电路中的三个控制门Ｕ↓［１Ｂ］ 、Ｕ↓［１Ｃ］、Ｕ↓［１Ｄ］的输出端分别与输出整形与放大电路中的二极管Ｄ↓［４］、Ｄ↓［５］、Ｄ↓［６］的负极相接，输入门电路中的三个二极管Ｄ↓［１］、Ｄ↓［２］、Ｄ↓［３］的负极并联后接在晶振与分频电路中的控制门Ｕ↓［１Ａ］的一输入端，晶振与分频电路中的集成分频器Ｕ↓［２］的第１２、１４、１５接线脚分别与输入门电路中的三个控制门Ｕ↓［１Ｂ］、Ｕ↓［１Ｃ］、Ｕ↓［１Ｄ］的一输入端相接，晶振与分频电路中的控制门Ｕ↓［１Ａ］的输出端与集成分频器Ｕ↓［２］的第９接线脚分别与输出整形与放大电路中的与非门Ｕ↓［３Ａ］的二输入端相接。电源采用四节串联的５号电池供电，其电源正极与底座相连；ｃ、在信号线与水下仪器引线的连接处用防水接头（６）密封，并在防水接头（６）与导线的结合部位做防水密封处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董铎，白克敏，杨宜川，
申请(专利权)人：董铎，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]