CN205156972U - 一种水流流量无线测验*** - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种水流流量无线测验***，包括：测量终端，包括悬杆和设置在悬杆底部的流速仪，悬杆顶部设置有电器仓，电器仓内设置有集成电路板，集成电路板上集成有相连接的供电单元、电源电子开关单元、信号处理单元、发射电子开关单元和调制发射单元，电器仓顶部设置有与调制发射单元相连接的发射天线；接收记录仪包括微处理器以及与微处理器相连接的无线接收模块和显示器，无线接收模块与调制发射单元无线通讯连接。本实用新型的有益效果是：简化了测验中悬杆组装等工序，提高工作效率；提高了测验精度。

Description

一种水流流量无线测验***

技术领域

本实用新型涉及一种水流流量无线测验***。

背景技术

流量测验时，流速仪的携带设备主要有铅鱼和悬杆，铅鱼携带流速仪的方式主要用于水深较大时进行流量测验，水深较小时此方式并不适应。悬杆携带流速仪的测验方式主要用于浅水测验，水深较大时（大于5m时）此方式并不适应，两种方式互为补充。

小浪底水库应用以来，黄河下游水量偏小，特别是近年来水量偏枯，黄河山东段几乎常年流量在1000m³以下，经常出现低水预警流量，水深极浅，铅鱼测验方式已经不能进行流量测验，今年8月以后泺口水文站只能使用小型橡皮舟和悬杆进行流量测验。可见悬杆已经成为黄河下游的主要测验工具。另外引黄渠道流量测验主要使用悬杆，使用悬杆测验仍是重要的测验方式。

悬杆测验存在着一些缺点，主要是悬杆测验时要拖带较长的信号线（俗称流速仪线）与信号器（或电铃盒）连接在仪器，再配合秒表、计算器，进行流速测量。使用悬杆测验时，测速的工作流程是：把流速仪放在测点位置，流速仪的接触信号通过导线传到信号器（或电铃盒），信号器发出音响，人工数数，同时使用秒表记录测速历时，根据给定的流速仪计算公式计算测点流速。测验非常繁琐，费时费力。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本实用新型提供了一种流量测验准确，使用简单方便，工作效率高的水流流量无线测验***。

本实用新型是通过以下措施实现的：

本实用新型的一种水流流量无线测验***，包括：

测量终端，包括悬杆和设置在悬杆底部的流速仪，所述悬杆顶部设置有电器仓，所述电器仓内设置有集成电路板，所述集成电路板上集成有相连接的供电单元、电源电子开关单元、信号处理单元、发射电子开关单元和调制发射单元，电器仓顶部设置有与调制发射单元相连接的发射天线；

接收记录仪，包括微处理器以及与微处理器相连接的无线接收模块和显示器，所述无线接收模块与调制发射单元无线通讯连接。

上述悬杆底部螺纹连接有流速仪安装轴，所述流速仪安装轴下部设置有垫高台，所述垫高台的直径大于流速仪安装轴的直径，垫高台底部穿有圆形的托盘，所述电器仓底部与悬杆顶部螺纹连接，电器仓顶部扣合有仓盖。

上述电源电子开关单元包括光耦IC1、三极管BG和电阻R1，所述光耦IC1的引脚1连接有可通过水体与公共端GND导通的电子开关输入端CP1，光耦IC1的引脚2串联电阻R1后连接电子开关输入端CP1，供电单元的负极接公共端GND，供电单元的正极接光耦IC1的1脚和三极管BG的集电极，三极管BG的基极连接光耦IC1的引脚4，光耦IC1的引脚5连接供电单元的正极，三极管BG的发射极等效于供电单元的正极；

所述信号处理单元包括比较器IC2A，所述比较器IC2A的引脚2连接有三条支路，第一条支路中串联有电阻R2并连接三极管BG的发射极，第二条支路中串联有二极管D3和二极管D2并连接有流速信号输入端CP2，第三条支路中串联有电容C2并连接公共端GND，比较器IC2A的引脚3连接两条支路，其中一条支路串联有电阻R3并连接三极管BG的发射极，另一条支路串联有电阻R4并连接公共端GND，所述电阻R4并联有电容C3，比较器IC2A的供电正极连接三极管BG的发射极，比较器IC2A的供电负极连接公共端GND；

所述发射电子开关单元包括光耦IC3，所述光耦IC3的引脚2接公共端GND，光耦IC3的引脚1连接比较器IC2A的引脚1，并且光耦IC3的引脚1串联电阻R5后连接三极管BG的发射极，光耦IC3的引脚5与三极管BG的发射极之间串联有电阻R6；所述调制发射单元包括模块IC4，所述模块IC4的引脚1连接光耦IC3的引脚5。

上述微处理器采用AT89C55芯片，无线接收模块采用MAX1487芯片。

上述垫高台底部设置有圆锥形的防滑底锥，所述防滑底锥位于托盘下方。

本实用新型的有益效果是：1、实现了悬杆测验流速信号的无线远传，省去了拖带的信号线，简化了测验中悬杆组装等工序，减轻了测验人员的劳动强度，记录人员不必在水上作业，可在岸上记载，流速，提高工作效率；2、测验人员不必用秒表数响数，不用计算测点流速，简化测速程序，减轻测验人员的脑力及体力劳动强度；3、采用了智能流速记录仪，计数、计时准确，提高了测验精度。

附图说明

图1为本实用新型测量终端的结构示意图。

图2为本实用新型悬杆的剖面结构示意图。

图3为本实用新型测量终端的电器仓内集成电路板的电气原理图。

其中：1发射天线，2仓盖，3电器仓，4悬杆，5流速仪，6托盘，7流速仪安装轴，8垫高台，9防滑底锥。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的描述：

本实用新型的一种水流流量无线测验***，包括测量终端和接收记录仪。测量终端包括悬杆4和设置在悬杆4底部的流速仪5，悬杆4顶部设置有电器仓3，电器仓3内设置有集成电路板，集成电路板上集成有相连接的供电单元、电源电子开关单元、信号处理单元、发射电子开关单元和调制发射单元，电器仓3顶部设置有与调制发射单元相连接的发射天线1。接收记录仪包括微处理器以及与微处理器相连接的无线接收模块和显示器，无线接收模块与调制发射单元无线通讯连接。

如图1、2所示，悬杆4底部螺纹连接有流速仪安装轴，流速仪安装轴下部设置有垫高台8，垫高台8的直径大于流速仪安装轴的直径，垫高台8底部穿有圆形的托盘6，电器仓3底部与悬杆4顶部螺纹连接，电器仓3顶部扣合有仓盖2。由于电器仓3和流速仪安装轴通过螺纹连接，拆装简单方便。将流速仪5从上穿入流速仪安装轴上即可，垫高台8可以起到支撑流速仪5的作用。垫高台8底部设置有圆锥形的防滑底锥9，防滑底锥9位于托盘6下方。防滑底锥9可以方便悬杆4***河底，防止悬杆4倾倒。

如图3所示，电源电子开关单元包括光耦IC1、三极管BG和电阻R1，所述光耦IC1的引脚1连接有可通过水体与公共端GND导通的电子开关输入端CP1，光耦IC1的引脚2串联电阻R1后连接电子开关输入端CP1，供电单元的负极接公共端GND，供电单元的正极接光耦IC1的1脚和三极管BG的集电极，三极管BG的基极连接光耦IC1的引脚4，光耦IC1的引脚5连接供电单元的正极，三极管BG的发射极等效于供电单元的正极；流速仪5入水后，电子开关输入端CP1通过河流水体与公共端GND连通，电流通过电子开关输入端IC1的1脚进入，从电子开关输入端IC1的2脚流出，通过R1流向公共端GND，光耦把导通信息传给4脚和5脚，4脚5脚导通，使BG饱和导通，电池E的正极通过BG送往发射极，此时VCC的电位约等于电池正极的电位，等效于BG把电池直接接入到整个电路，发射器工作。流速仪5入水后，电子开关输入端CP1通过河流水体与公共端GND连通，电流通过IC1的1脚进入，从IC1的2脚流出，通过R1流向公共端GND，光耦把导通信息传给4脚和5脚，4脚5脚导通，使BG饱和导通，电池E的正极通过BG送往发射极，此时VCC的电位约等于电池正极的电位，等效于BG把电池直接接入到整个电路，发射器工作。

信号处理单元包括比较器IC2A，所述比较器IC2A的引脚2连接有三条支路，第一条支路中串联有电阻R2并连接三极管BG的发射极，第二条支路中串联有二极管D3和二极管D2并连接有流速信号输入端CP2，第三条支路中串联有电容C2并连接公共端GND，比较器IC2A的引脚3连接两条支路，其中一条支路串联有电阻R3并连接三极管BG的发射极，另一条支路串联有电阻R4并连接公共端GND，所述电阻R4并联有电容C3，比较器IC2A的供电正极连接三极管BG的发射极，比较器IC2A的供电负极连接公共端GND；C2为改善接触信号性能而设置的，C3是滤波电容，为提高IC2A的3脚电压的稳定性为设置的，R5是上拉电阻，由R3、R4为IC2A的3脚提供4V电压。CP2、GND接流速仪5的两个接线柱，接触信号通过两个端子送到IC2A的2脚。当流速仪5接触丝接通时D2、D3导通，IC2A的2脚被拉低至2.4V,1脚输出高电平，当流速仪5接触丝断开时D2、D3处于半导通状态，IC2A的2脚升至约10V,1脚输出低电平。IC2A的1脚电平直接送往发射电子开关。

发射电子开关单元包括光耦IC3，所述光耦IC3的引脚2接公共端GND，光耦IC3的引脚1连接比较器IC2A的引脚1，并且光耦IC3的引脚1串联电阻R5后连接三极管BG的发射极，光耦IC3的引脚5与三极管BG的发射极之间串联有电阻R6；所述调制发射单元包括模块IC4，所述模块IC4的引脚1连接光耦IC3的引脚5。IC3是发射电子开关，此开关接通时，调制发射单元就向空中发送电磁波，把流速信息发射出去。当流速仪5接触丝接通时，IC3的1脚得到高电平，通过光耦在IC3后，接触信息传给4脚和5脚，4脚5脚导通，调制发射单元启动，把此信息编码后调制在315M的电磁波上，并发向空中，并且连续不间断发射。当流速仪5接触丝断开时，IC3的1脚得到低电平，光耦不再起到传递信息作用，4脚5脚断开，调制发射单元被关闭，电磁波发射结束。IC4为调制发射单元，当IC4的2脚送高电平时向外发送无线电波，当IC4的2脚送低电平时IC4停止向外发送无线电波。为了防止干扰，模块IC4内部设置了地址码，接触信息连同地址码一起发送，接收端接收后，先比较地址码，地址码相同才有输出，不同则不输出，因此有效防止了电磁波的相互干扰。光耦IC1的引脚1与公共端GND之间串联二极管D1，D1为充电回路，CP1兼作充电的正极，GND为充电负极。充电器为专用充电器，具有过压、过流、短路多重保护功能。

无线接收模块与调制发射单元配套的，地址码编制要一致，震荡电阻要配对。无线接收模块接收到无线电信号后，首先进行解调，对比地址码，如地址码相同，无线接收模块输出低电平（表示室外流速仪5接触丝接通），送往智能流速记录仪，如电磁波突然停止，无线接收模块输出变为高电平（表示流速仪5接触丝断开），这样就把流速仪5信号从室外传送到智能流速记录仪，无线接收模块接收到无线电信号后，首先进行解调，对比地址码，如地址码不同，无线接收模块没有输出，即输出端没有变化。微处理器采用AT89C55芯片，AT89C55芯片是由ATMEL公司推出的51系列8位单片机。片内主要有20KFlash存储器、256字节片内RAM，4个8位的双向可寻址I/O口，1个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行接口、3个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。无线接收模块采用MAX1487芯片。MAX1487是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器，每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器，具有限摆率驱动器，可以减小EMI，并降低由不恰当的终端匹配电缆引起的反射，实现最高250kbps的无差错数据传输。MAX481、MAX485、MAX490、MAX491、MAX1487的驱动器摆率不受限制，可以实现最高2.5Mbps的传输速率。这些收发器在驱动器禁用的空载或满载状态下，吸取的电源电流在120mA至500mA之间。另外，MAX487具有低电流关断模式，仅消耗0.1μA，5V单电源供电。驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态，防止过度的功率损耗。接收器输入具有失效保护特性，当输入开路时，可以确保逻辑高电平输出。

以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种水流流量无线测验***，其特征在于，包括：

测量终端，包括悬杆和设置在悬杆底部的流速仪，所述悬杆顶部设置有电器仓，所述电器仓内设置有集成电路板，所述集成电路板上集成有相连接的供电单元、电源电子开关单元、信号处理单元、发射电子开关单元和调制发射单元，电器仓顶部设置有与调制发射单元相连接的发射天线；

接收记录仪，包括微处理器以及与微处理器相连接的无线接收模块和显示器，所述无线接收模块与调制发射单元无线通讯连接。

2.根据权利要求1所述水流流量无线测验***，其特征在于：所述悬杆底部螺纹连接有流速仪安装轴，所述流速仪安装轴下部设置有垫高台，所述垫高台的直径大于流速仪安装轴的直径，垫高台底部穿有圆形的托盘，所述电器仓底部与悬杆顶部螺纹连接，电器仓顶部扣合有仓盖。

3.根据权利要求1所述水流流量无线测验***，其特征在于：所述电源电子开关单元包括光耦IC1、三极管BG和电阻R1，所述光耦IC1的引脚1连接有可通过水体与公共端GND导通的电子开关输入端CP1，光耦IC1的引脚2串联电阻R1后连接电子开关输入端CP1，供电单元的负极接公共端GND，供电单元的正极接光耦IC1的1脚和三极管BG的集电极，三极管BG的基极连接光耦IC1的引脚4，光耦IC1的引脚5连接供电单元的正极，三极管BG的发射极等效于供电单元的正极；

所述信号处理单元包括比较器IC2A，所述比较器IC2A的引脚2连接有三条支路，第一条支路中串联有电阻R2并连接三极管BG的发射极，第二条支路中串联有二极管D3和二极管D2并连接有流速信号输入端CP2，第三条支路中串联有电容C2并连接公共端GND，比较器IC2A的引脚3连接两条支路，其中一条支路串联有电阻R3并连接三极管BG的发射极，另一条支路串联有电阻R4并连接公共端GND，所述电阻R4并联有电容C3，比较器IC2A的供电正极连接三极管BG的发射极，比较器IC2A的供电负极连接公共端GND；

所述发射电子开关单元包括光耦IC3，所述光耦IC3的引脚2接公共端GND，光耦IC3的引脚1连接比较器IC2A的引脚1，并且光耦IC3的引脚1串联电阻R5后连接三极管BG的发射极，光耦IC3的引脚5与三极管BG的发射极之间串联有电阻R6；所述调制发射单元包括模块IC4，所述模块IC4的引脚1连接光耦IC3的引脚5。

4.根据权利要求1所述水流流量无线测验***，其特征在于：所述微处理

器采用AT89C55芯片，无线接收模块采用MAX1487芯片。

5.根据权利要求2所述水流流量无线测验***，其特征在于：所述垫高台

底部设置有圆锥形的防滑底锥，所述防滑底锥位于托盘下方。