微探頭超聲波多普勒流速儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水文儀器領(lǐng)域，特別是涉及一種微探頭超聲波多普勒流速儀，適用于淺水域(低至2~3cm)的小溪、小河、淺灘及室內(nèi)的流速、水溫測量。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國水利水文系統(tǒng)測流主要使用的是傳統(tǒng)的機械轉(zhuǎn)子流速儀，這種流速儀存在著測速范圍較窄，起動流速大，不能測弱流，懼怕泥沙水草漂浮物，破壞流場，傳感器易損壞，測量精度低，不能滿足長期自動監(jiān)測的需求等缺陷。超聲波多普勒流速儀采用超聲換能器，用超聲波探測流速，測量點在儀器機體前方，不破壞流場，是較先進的測流技術(shù)，是目前世界上在實驗室、江河、海洋測流中廣泛使用的主要設(shè)備，具有測量精度高、量程寬、可測弱流、也可測強流；感應(yīng)靈敏、分辨率高、不受啟動流速限制；響應(yīng)速度快，可測瞬時流速，也可測平均流速；測量線性，流速檢定曲線一般不會變化；無活動磨損部件，不存在泥沙堵塞或水草雜物纏繞等問題；探頭堅固耐用，不易損壞，可無人值守長期自動監(jiān)測、遠程傳輸?shù)葍?yōu)點?？梢姡暥嗥绽樟魉賰x最適合于泥沙懸浮物含量高，水草等漂浮物多的江河水域測流使用。無論是轉(zhuǎn)子流速儀或者是超聲波多普勒流速儀探頭體積都比較較大，一般探頭直徑都在6cm以上，對較淺水域無法測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種微探頭超聲波多普勒流速儀。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
本發(fā)明是一種微探頭超聲波多普勒流速儀，由測量桿和控制終端組成；所述的測量桿通過有線或無線方式與控制終端信號連接；所述的測量桿包括管體、Y型架、兩個傳感器外套、一對超聲波傳感器、溫度傳感器、電路板；所述的Y型架由桿部和兩根分叉部構(gòu)成，所述的兩根分叉部的上端斜向連接在一起且兩者之間夾角α小于90°，兩個傳感器外套分別固定在Υ型架兩根分叉部的下端且與分叉部垂直，兩個傳感器外套與前方直線成夾角Θ，兩個超聲波傳感器分別安裝在傳感器外套的前端，溫度傳感器置于其中一個傳感器外套的后端，所述的管體固定在Υ型架的上端，管體內(nèi)裝有電路板支架，電路板支架上固定有電路板。
[0005]所述的兩個傳感器外套與前方直線成夾角Θ為7° -20°。
[0006]所述的控制終端為水面主機；所述的測量桿通過電纜與控制終端電連接。
[0007]所述的控制終端為電腦或手機；所述的測量桿電路板上的無線天線與電腦或手機通過無線信號連接。
[0008]采用上述方案后，由于本發(fā)明主體結(jié)構(gòu)是依據(jù)超聲波多普勒流速儀進行設(shè)計的，在測量桿上設(shè)有兩個微探頭，使得本發(fā)明不但具備超聲波多普勒流速儀優(yōu)點，還增加了探頭微小的特點，其探頭傳感器體積特別微小，探頭直徑Φ = 10mm,可測量較淺水域的流速和對精度和流場要求較高的室內(nèi)水模型研究使用的流速測量，解決了較淺水域測流的難題，對流場影響也很小，水面漫過探頭即可進行測量，整體輕巧方便攜帶，適合短時間機動測量也適合長時間的自動測量。
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明測量桿的軸測圖；
圖3是本發(fā)明測量桿的側(cè)視圖；
圖4是本發(fā)明測量桿微探頭的軸測圖；
圖5是本發(fā)明測量桿微探頭的正視圖；
圖6是本發(fā)明控制電路板的電路框圖；
圖7是本發(fā)明第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，是本發(fā)明一種微探頭超聲波多普勒流速儀的第一個實施例，它由測量桿1、控制終端2、電纜3組成。
[0012]所述的控制終端2為水面主機2 ;所述的測量桿1通過電纜3與控制終端2電連接。
[0013]如圖2-圖5所示，所述的測量桿1包括管體11、Y型架12、兩個傳感器外套13、一對超聲波傳感器14、溫度傳感器15、電路板16 (如圖6所示)。
[0014]所述的Υ型架12由桿部121和兩根分叉部122構(gòu)成。所述的兩根分叉部122的上端斜向連接在一起且兩者之間夾角α小于90°，兩個傳感器外套13分別固定在Υ型架12兩根分叉部122的下端且與分叉部122垂直，兩個傳感器外套13與前方直線成夾角Θ，該夾角Θ為7° -20°。所述的兩個超聲波傳感器14分別安裝在傳感器外套13的前端，溫度傳感器15置于其中一個傳感器外套13的后端，使得兩個超聲波傳感器14夾角Θ的延長線交匯處就是流速的信息采樣窗口，在下傳感器外套13前方約十幾厘米處，所以流速采樣不破壞流場。所述的兩個超聲波傳感器14 一只負責(zé)發(fā)射聲波，另一只負責(zé)接收聲波。所述的管體11固定在Υ型架12的上端，管體11內(nèi)裝有電路板支架，電路板支架上固定有電路板。所述的管體11的尾部為電纜口，電纜3穿設(shè)于此處。所述的傳感器外套13及安裝在傳感器外套13里面的超聲波傳感器14和溫度傳感器15構(gòu)成了一個微探頭，其體積很小，外經(jīng)只有10_。
[0015]如圖6所示，所述的電路板16包括帶通濾波模塊161、自動增益模塊162、正交解詞模塊163、A/D轉(zhuǎn)換模塊164、控制芯片165、信號發(fā)生電路166、驅(qū)動電路167、功率放大模塊168、轉(zhuǎn)換電路169、顯示模塊170、鍵盤控制模塊171。所述的帶通濾波模塊161、自動增益模塊162、正交解詞模塊163、A/D轉(zhuǎn)換模塊164、控制芯片165、信號發(fā)生電路166、驅(qū)動電路167、功率放大模塊168依序電連接，溫度傳感器15通過轉(zhuǎn)換電路169與控制芯片165連接，顯示模塊170和鍵盤控制模塊171分別于控制芯片165連接。
[0016]本實施例各部件功能:測量桿1底部為傳感器外套13，頂部管體11內(nèi)裝有硬件電路，可完成流速和水溫參數(shù)的測量提取信號處理輸出，接收主機2的各種控制指令，電纜3(或無線電)負責(zé)將水下信號輸送到水面主機(電腦或手機)2，主機2負責(zé)對整套系統(tǒng)的設(shè)置、控制、信號處理計算、顯示存儲、數(shù)據(jù)輸出和接收遠程控制指令。
[0017]如圖7所示，所述的控制終端2’為電腦或手機；所述的測量桿1’電路板上的無線天線與電腦或手機通過無線信號連接。測量桿1’的結(jié)構(gòu)與第一個實施例基本相同。
[0018]本實施例各部件功能:本實施例的無線天線代替電纜，進行無線傳輸和控制，用電腦或手機進行遠程操控和接收數(shù)據(jù)。
[0019]以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，Y型架的結(jié)構(gòu)形式可有多種，故不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種微探頭超聲波多普勒流速儀，其特征在于:由測量桿和控制終端組成；所述的測量桿通過有線或無線方式與控制終端信號連接；所述的測量桿包括管體、Y型架、兩個傳感器外套、一對超聲波傳感器、溫度傳感器、控制電路板；所述的Y型架由桿部和兩根分叉部構(gòu)成，所述的兩根分叉部的上端斜向連接在一起且兩者之間夾角α小于90°，兩個傳感器外套分別固定在Υ型架兩根分叉部的下端且與分叉部垂直，兩個傳感器外套與前方直線成夾角Θ，兩個超聲波傳感器分別安裝在傳感器外套的前端，溫度傳感器置于其中一個傳感器外套的后端，所述的管體固定在Υ型架的上端，管體內(nèi)裝有電路板支架，電路板支架上固定有電路板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微探頭超聲波多普勒流速儀，其特征在于:所述的兩個微探頭與前方直線成夾角Θ為7° ~20°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微探頭超聲波多普勒流速儀，其特征在于:所述的控制終端為水面主機；所述的測量桿通過電纜與控制終端電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微探頭超聲波多普勒流速儀，其特征在于:所述的控制終端為電腦或手機；所述的測量桿電路板上的無線天線與電腦或手機通過無線信號連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微探頭超聲波多普勒流速儀，由測量桿和控制終端組成；所述的測量桿通過有線或無線方式與控制終端信號連接；所述的測量桿包括管體、Y型架、兩個微探頭支架、一對超聲波傳感器、溫度傳感器、相關(guān)電路板；所述的Y型架由桿部和兩根分叉部構(gòu)成，兩個微探頭分別固定在Y型架兩根分叉部的下端且與分叉部垂直，兩個超聲波傳感器分別安裝在微探頭支架的前端，溫度傳感器置于其中一個微探頭支架的后端，管體固定在Y型架的上端，管體內(nèi)裝有相關(guān)電路板。由于本發(fā)明在測量桿上設(shè)有兩個微探頭，使得本發(fā)明不但具備超聲波多普勒流速儀優(yōu)點，還增加了探頭微小的特點，其探頭傳感器體積特別微小，可測量較淺水域的流速，解決了較淺水域測流的難題。
【IPC分類】G01D21/02, G01P5/24
【公開號】CN105372447
【申請?zhí)枴緾N201510739292
【發(fā)明人】夏文軍
【申請人】廈門博意達科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月4日