海港水密度测量仪制造技术

本发明专利技术公开了一种海港水密度测量仪。目前的仪器对使用环境要求高，自身制作成本较高。本发明专利技术中的超声波发射模块的输出端与置于海水中的一个超声波探头连接，、输入端与单片机控制模块输出端信号连接；超声波接收模块的输入端通过另一个超声波探头获取经过量杯底部返回的超声波信号，其输出端与单片机控制模块输入端信号连接，所述的量杯内盛有待测的海水；同时，温度补偿模块接收置于海水中的防水型DS18B20数字温度传感器输出温度信号，温度补偿模块的输出端与单片机控制模块连接。本发明专利技术使用超声波原理测量实时海港水密度的变化，可以在恶劣的环境下工作，提高了我国海港水密度的测量精度，而且具有便携的特点。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测试计量
，涉及一种海港水密度测量仪。
技术介绍
海港地区是径流与海水混合交汇地区，因流域地理环境不同导致径流性质不同，海港水与海水性质在物理化学性质上有很大不同。海港水是一种非常复杂的多组分水溶液，盐度、水温、压力、洋流、泥沙等因素都会对海港水密度的测量有很大影响。对于海港水这种复杂的溶液，高效、精确地测量其密度早已成为各国相关领域专家研究的课题。海港水密度是港口海洋科学的基础性研究内容，准确的测量海港水密度不仅是船舶载重计量的基础，与船舶制造业息息相关，而且为生态研究提供了科学数据，及时监测海港的水质状况。 以船舶制造业为例，对于一定吨位的货轮，海港水密度的微弱变化将对船舶停靠、航行过程中的吃水量产生巨大影响。因此，海港水密度详细信息的采集，直接影响到大型船舶的制作与设计，海港水密度测量精度的提高会使船舶制造行业的总体水平上升一个等级。目前的各种测量液体密度的方法虽然各自具有自身的优点，但是普遍存在的问题是仪器对使用环境的要求高，自身制作成本较高，一些测量方法涉及的相关仪器只能工作在实验室环境下，无法应用于室外环境下海港水密度的测量。因此，研制一种新型的、便携的、高效的海港水密度测量仪是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种海港水密度测量仪。本专利技术解决技术问题所采取的技术方案为 海港水密度测量仪包括超声波发射模块、超声波接收模块、电源模块、单片机控制模块、液晶显示模块、温度补偿模块、串口通信模块、存储模块、键盘输入模块。超声波发射模块的输出端与置于海水中的一个超声波探头连接，激发控制超声波探头，输入端与单片机控制模块输出端信号连接；超声波接收模块的输入端通过另一个超声波探头获取经过量杯底部返回的超声波信号，其输出端与单片机控制模块输入端信号连接，所述的量杯内盛有待测的海水；同时，温度补偿模块接收置于海水中的防水型DS18B20数字温度传感器输出温度信号，温度补偿模块的输出端与单片机控制模块连接；液晶显示模块的输入端与单片机控制模块输出端信号连接；键盘输入模块与单片机控制模块信号连接；串口通信模块与单片机控制模块信号连接；存储模块与单片机控制模块信号连接；电源模块的输出端与单片机控制模块的输入端连接。所述的海港水密度测量仪超声波发射模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R4、第四电阻R5、第一电容Cl、第一变压器中周Tl、第一三极管Q1、第一插槽P2。第一电阻Rl的一端连接第一变压器中周Tl的第四管脚，并接地，另一端连接第一变压器中周Tl的第三管脚、第一插槽P2的2脚；第二电阻R2的一端接+12V电源，另一端连接第一变压器中周Tl的第一管脚、第一电容Cl的正极；第三电阻R4的一端接地，另一端连接第一三极管Ql集电极，同时接第四电阻R5的一端；第四电阻R5的另一端连接单片机控制模块的输入端IN ;第一电容Cl的负极接地；第一变压器中周Tl的第二管脚接第一三极管Ql的基极，第一三极管Ql的发射极接地；第一插槽P2的I脚接地，第一插槽P2的I脚外接超声波探头的正端，第一插槽P2的2脚外接超声波探头的负端；所述的第一三极管Ql的型号为S8050。所述的海港水密度测量仪超声波接收模块包括第五电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二插槽P5、第一芯片U5。第二插槽P5的I脚接第五电阻R3的一端，2脚接地；第五电阻R3的另一端与第二电容C2的一端连接,第二电容C2的另一端与第一二极管Dl的负极、第六电阻R6的一端以及第二三极管Q2的发射极连接；第一二极管Dl的正极接地；第六电阻R6的另一端接第·二三极管Q2的基极、第三电容C3的一端、第十电阻RlO的一端；第二三极管Q2的集电极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端接地连接；第三电容C3的另一端连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端、第七电容C7的一端、第六电容C6的一端；第九电阻R9的另一端接地；第六电容C6的另一端接第十四电阻R14的一端、第一芯片U5的第六脚；第七电容C7的另一端接第十四电阻R14的另一端、第一芯片U5的第七脚、第八电容C8的一端；第八电容C8的另一端连接第十五电阻R15的一端；第十五电阻R15的另一端连接第十六电阻R16的一端、第九电容C9的一端、第十电容ClO的一端；第十六电阻R16的另一端接地；第九电容C9的另一端接第一芯片U5的第二脚、第十七电阻R17的一端；第十七电阻R17的另一端接第十电容ClO的另一端、第^ 电容Cll的一端、第一芯片U5的第一脚；第十一电容Cll的另一端接第二二极管D2的负极、第三二极管D3的正极；第二二极管D2的正极接第十二电容C12的一端，并接地；第三二极管D3的负极接第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端；第十八电阻R18的另一端接第三三极管Q3的集电极；第三三极管Q3的发射极接地，基极接第十九电阻R19的一端、单片机控制模块的INT端口 ；第十九电阻R19的另一端接+5V电源；第十电阻RlO的另一端接第四电容C4的正端、第^ 电阻Rll的一端；第四电容C4的负端接地；第^ 电阻Rll的另一端、第十二电阻R12的一端接+5V电源；第十二电阻R12的另一端接第十三电阻R13的一端、第五电容C5的正端；第十三电阻R13的另一端接第一芯片U5的第三脚、第五脚；第五电容C5的负端接地；第一芯片U5的第四脚接地，第八脚接+5V电源；第二插槽P5的I脚外接另一个超声波探头的正端，第二插槽P5的2脚接该超声波探头的负端，所述的第一芯片U5型号为NE5532ap。所述的电源模块包括第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第四二极管D4、第五二极管D5、电感LI、第二芯片U2、第三芯片U3、插座U4。第四二极管D4的正极连接插座U4的I脚，负极与第十三电容C13的正端、第二芯片U2的第一脚连接；第十三电容C13的负端连接插座U4的O脚，并接地；第二芯片U2的第三脚、第五脚接地，第二芯片U2的第二脚接第五二极管D5的负极、电感LI的一端，第二芯片U2的第四脚接电感LI的另一端、第十四电容C14的正端、第十五电容C15的一端、第三芯片U3的第一脚，并输出+5V电源；第十四电容C14的负端接地；第十五电容C15的另一端接地；第三芯片U3的第二脚接地，第三脚输出+3. 3V电源；第五二极管D5的正极接地；所述的第二芯片U2型号为LM2576S-5、第三芯片U3型号为LM1117-3. 3，插座U4外接+12V的适配器。所述的单片机控制模块包括第四芯片Ul,第十六电容C16，第十七电容C17，第一晶振XI、第二晶振X2、第三插槽Pl。 第四芯片Ul的12脚连接超声波发射模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
海港水密度测量仪，包括超声波发射模块、超声波接收模块、电源模块、单片机控制模块、液晶显示模块、温度补偿模块、串口通信模块、存储模块、键盘输入模块，其特征在于：超声波发射模块的输出端与置于海水中的一个超声波探头连接，激发控制超声波探头，输入端与单片机控制模块输出端信号连接；超声波接收模块的输入端通过另一个超声波探头获取经过量杯底部返回的超声波信号，其输出端与单片机控制模块输入端信号连接，所述的量杯内盛有待测的海水；同时，温度补偿模块接收置于海水中的防水型DS18B20数字温度传感器输出温度信号，温度补偿模块的输出端与单片机控制模块连接；液晶显示模块的输入端与单片机控制模块输出端信号连接；键盘输入模块与单片机控制模块信号连接；串口通信模块与单片机控制模块信号连接；存储模块与单片机控制模块信号连接；电源模块的输出端与单片机控制模块的输入端连接；所述的海港水密度测量仪超声波发射模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R4、第四电阻R5、第一电容C1、第一变压器中周T1、第一三极管Q1、第一插槽P2；第一电阻R1的一端连接第一变压器中周T1的第四管脚，并接地，另一端连接第一变压器中周T1的第三管脚、第一插槽P2的2脚；第二电阻R2的一端接+12V电源，另一端连接第一变压器中周T1的第一管脚、第一电容C1的正极；第三电阻R4的一端接地，另一端连接第一三极管Q1集电极，同时接第四电阻R5的一端；第四电阻R5的另一端连接单片机控制模块的输入端IN；第一电容C1的负极接地；第一变压器中周T1的第二管脚接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极接地；第一插槽P2的1脚接地，第一插槽P2的1脚外接超声波探头的正端，第一插槽P2的2脚外接超声波探头的负端；所述的第一三极管Q1的型号为S8050；所述的海港水密度测量仪超声波接收模块包括第五电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二插槽P5、第一芯片U5；第二插槽P5的1脚接第五电阻R3的一端，2脚接地；第五电阻R3的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与第一二极管D1的负极、第六电阻R6的一端以及第二三极管Q2的发射极连接；第一二极管D1的正极接地；第六电阻R6的另一端接第二三极管Q2的基极、第三电容C3的一端、第十电阻R10的一端；第二三极管Q2的集电极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端接地连接；第三电容C3的另一端连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端、第七电容C7的一端、第六电容C6的一端；第九电阻R9的另一端接地；第六电容C6的另一端接第十四电阻R14的一端、第一芯片U5的第六脚；第七电容C7的另一端接第十四电阻R14的另一端、第一芯片U5的第七脚、第八电容C8的一端；第八电容C8的另一端连接第十五电阻R15的一端；第十五电阻R15的另一端连接第十六电阻R16的一端、第九电容C9的一端、第十电容C10的一端；第十六电阻R16的另一端接地；第九电容C9的另一端接第一芯片U5的第二脚、第十七电阻R17的一端；第十七电阻R17的另一端接第十电容C10的另一端、第十一电容C11的一端、第一芯片U5的第一脚；第十一电容C11的另一端接第二二极管D2的负极、第三二极管D3的正极；第二二极管D2的正极接第十二电容C12的一端，并接地；第三二极管D3的负极接第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端；第十八电阻R18的另一端接第三三极管Q3的集电极；第三三极管Q3的发射极接地，基极接第十九电阻R19的一端、单片机控制模块的INT端口；第十九电阻R19的另一端接+5V电源；第十电阻R10的另一端接第四电容C4的正端、第十一电阻R11的一端；第四电容C4的负端接地；第十一电阻R11的另一端、第十二电阻R12的一端接+5V电源；第十二电阻R12的另一端接第十三电阻R13的一端、第五电容C5的正端；第十三电阻R13的另一端接第一芯片U5的第三脚、第五脚；第五电容C5的负端接地；第一芯片U5的第四脚接地，第八脚接...

【技术特征摘要】
1.海港水密度测量仪，包括超声波发射模块、超声波接收模块、电源模块、单片机控制模块、液晶显示模块、温度补偿模块、串口通信模块、存储模块、键盘输入模块，其特征在于: 超声波发射模块的输出端与置于海水中的一个超声波探头连接，激发控制超声波探头，输入端与单片机控制模块输出端信号连接；超声波接收模块的输入端通过另一个超声波探头 获取经过量杯底部返回的超声波信号，其输出端与单片机控制模块输入端信号连接，所述的量杯内盛有待测的海水；同时，温度补偿模块接收置于海水中的防水型DS18B20数字温度传感器输出温度信号，温度补偿模块的输出端与单片机控制模块连接；液晶显示模块的输入端与单片机控制模块输出端信号连接；键盘输入模块与单片机控制模块信号连接；串口通信模块与单片机控制模块信号连接；存储模块与单片机控制模块信号连接；电源模块的输出端与单片机控制模块的输入端连接； 所述的海港水密度测量仪超声波发射模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R4、第四电阻R5、第一电容Cl、第一变压器中周Tl、第一三极管Q1、第一插槽P2 ； 第一电阻Rl的一端连接第一变压器中周Tl的第四管脚，并接地，另一端连接第一变压器中周Tl的第三管脚、第一插槽P2的2脚；第二电阻R2的一端接+12V电源，另一端连接第一变压器中周Tl的第一管脚、第一电容Cl的正极；第三电阻R4的一端接地，另一端连接第一三极管Ql集电极，同时接第四电阻R5的一端；第四电阻R5的另一端连接单片机控制模块的输入端IN ;第一电容Cl的负极接地；第一变压器中周Tl的第二管脚接第一三极管Ql的基极，第一三极管Ql的发射极接地；第一插槽P2的I脚接地，第一插槽P2的I脚外接超声波探头的正端，第一插槽P2的2脚外接超声波探头的负端；所述的第一三极管Ql的型号为S8050 ； 所述的海港水密度测量仪超声波接收模块包括第五电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容CIO、第i^一电容CU、第十二电容C12、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二插槽P5、第一芯片U5 ； 第二插槽P5的I脚接第五电阻R3的一端,2脚接地；第五电阻R3的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与第一二极管Dl的负极、第六电阻R6的一端以及第二三极管Q2的发射极连接；第一二极管Dl的正极接地；第六电阻R6的另一端接第二三极管Q2的基极、第三电容C3的一端、第十电阻RlO的一端；第二三极管Q2的集电极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端接地连接；第三电容C3的另一端连接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端、第七电容C7的一端、第六电容C6的一端；第九电阻R9的另一端接地；第六电容C6的另一端接第十四电阻R14的一端、第一芯片U5的第六脚；第七电容C7的另一端接第十四电阻R14的另一端、第一芯片U5的第七脚、第八电容C8的一端；第八电容C8的另一端连接第十五电阻R15的一端；第十五电阻R15的另一端连接第十六电阻R16的一端、第九电容C9的一端、第十电容ClO的一端；第十六电阻R16的另一端接地；第九电容C9的另一端接第一芯片U5的第二脚、第十七电阻R17的一端；第十七电阻R17的另一端接第十电容ClO的另一端、第十一电容Cll的一端、第一芯片U5的第一脚；第十一电容Cll的另一端接第二二极管D2的负极、第三二极管D3的正极；第二二极管D2的正极接第十二电容C12的一端，并接地；第三二极管D3的负极接第十二电容C12的另一端、第十八电阻R18的一端；第十八电阻R18的另一端接第三三极管Q3的集电极；第三三极管Q3的发射极接地，基极接第十九电阻R19的一端、单片机控制模块的INT端口 ；第十九电阻R19的另一端接+5V电源；第十电阻RlO的另一端接第四电容C4的正端、第十一电阻Rll的一端；第四电容C4的负端接地；第十一电阻Rll的另一端、第十二电阻R12的一端接+5V电源；第十二电阻R12的另一端接第十三电阻R13的一端、第五电容C5的正端；第十三电阻R13的另一端接第一芯片U5的第三脚、第五脚；第五电容C5的负端接地；第一芯片U5的第四脚接地，第八脚接+5V电源；第二插槽P5的I脚外接另一个超声波探头的正端，第二插槽P5的2脚接该超声波探头的负端，所述的第一芯片U5型号为NE5532ap ；所述的电源模块包括第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第四二极管D4、第五二极管D5、电感LI、第二芯片U2、第三芯片U3、插座U4 ； 第四二极管D4的正极连接插座U4的I脚，负极与第十三电容C13的正端、第二芯片U2的第一脚连接；第十三电容C13的负端连接插座U4的O脚，并接地；第二芯片U2的第三脚、第五脚接地，第二芯片U2的第二脚接第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳成，徐鹏飞，李加福，尹健龙，金亮冰，郭冲冲，李东升，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：