CN106370270A - 一种便携式智能超声波水深探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式智能超声波水深探测系统，包括超声波换能器、第一处理模块、第一电源模块、无线信号发射模块、无线信号接收模块、第二处理模块、第二电源模块、人机界面模块、语音模块；所述第一处理模块分别与所述超声波换能器、第一电源模块、无线信号发射模块连接，所述第二处理模块分别与所述无线信号接收模块、第二电源模块、人机界面模块、语音模块连接。本发明通过无线信号发射模块和无线信号接收模块，实现远距离的无线传输；通过人机界面，能够直接显示检测的水位深度，具有直观显示的特点；通过语音模块出发检测完成的语音提醒，提高检测的速度，本系统还具有结构简单、准确度高、便于携带的特点。

Description

一种便携式智能超声波水深探测系统

技术领域

本发明属于水位探测技术领域，涉及到一种便携式智能超声波水深探测系统。

背景技术

液位计量仪早期多采用机械原理，随着电子技术的不断发展，逐渐向机电一体化发展，并且发展了许多新的测量原理，在传统原理中也渗透了电子技术及微机技术，结构有了很大的改善、功能有了很大的提高。尤其是近二十年来，随着微处理器的引入，测量仪表更是发生了革命性的变化。液位计的量程从几米到几十米，测贵稍度亦大大提高。根据液位测量所涉及的液体存储容器、被测介质以及工艺过程的不同，液位计类型的选用也不同。在进行液位测量前，必须充分了解液位测量的工艺特点，以此作为液位计设计过程中的参考因素。

目前的液位测量仪包括以下几种：

1、直读液位计：采用直读式液位测量方法，直读式液位测量方法是一种直接用与被测容器连通的玻璃管或玻璃板来显示容器中的液位高度，它是最原始但仍应用较多的一种液位测量仪表；另外，利用浸入式刻度钢皮尺直接测量液位高度的人工检尺法也是应用较广泛的液位计量方法，尤其是在大型油罐储油量的测量中，也可把它用作现场检验其他测量仪表的参考手段，其精度一般为2mm的人为误差。此种方法有测量简单、直观、成本低的优点，但测量量程有限，且不适于恶劣环境中的测量。

2、浮子液位计：利用浮子的比重比所测液体的比重稍小的特点，使浮子漂在液面上并随液面的升高或下降来反映液位，它也是一种应用最早并且应用范围很广的液位测量仪表；将浮子用一条多孔钢带连接至一个恒转矩装置或平衡锤上，由浮子的重量带动多于L钢带通过齿轮装置推动机械计数器作现场显示，还可连接电动变送器，获得远距离显示。由于于滑轮机械装置的摩擦力和铆带f重量量，测量误差一般约为(4-10)mm；

3、静压液位计：利用液柱对某定点产生压力，测量该定点压力或测量该点与另一参考点的压差而间接测量液位的仪表，液体压力的大小取决于液位高度；这种方法主要应用于测量精度要求不高的场合。

4、电磁液位计：电磁液位计中电容由两块同心的圆柱面极板组成，电容式液位测量是根据电容量与被测液体和气相介质的相对介电常数、电容传感器浸入液体的深度、电容传感器垂直髙度、内外极板圆柱底面半径之间的关系，由已知的其他数值得出所测液位髙度值。电容式液位计价格低，安装容易，且可以应用于髙温、髙压的场合。但电容液位计测量重复精度较低，需定期维修和重新标定，工作寿命也不长。

为解决传统计量仪的测量不准确且无法远距离传输的问题，同时测量；测量的过程中携带不方便的问题，现设计一种便携式智能超声波水深探测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式智能超声波水深探测系统，通过超声波换能器发送超声波对水深位置进行检测，同时通过无线信号发射模块和无线信号接收模块实现数据的无线传输，解决了传统水深检测的不准确性和携带不方便的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种便携式智能超声波水深探测系统，包括超声波换能器、第一处理模块、第一电源模块、无线信号发射模块、无线信号接收模块、第二处理模块、第二电源模块、人机界面模块、语音模块；所述第一处理模块分别与所述超声波换能器、第一电源模块、无线信号发射模块连接，所述无线信号发射模块与所述无线信号接收模块连接，所述第二处理模块分别与所述无线信号接收模块、第二电源模块、人机界面模块、语音模块连接；

所述第一处理模块发送驱动信号至所述超声波换能器，所述超声波换能器对接收的信号进行处理转换成超声波，发射的超声波遇水面发射，依次经所述超声波换能器、第一处理模块，所述第一处理模块将接收的数据经所述无线信号发射模块传输至所述无线信号接收模块，所述无线接收模块将接收的数据发送至所述第二处理模块，所述第二处理模块对接收的数据进行处理并发送至所述显示模块，同时发送语音指令至所述语音模块。

进一步地，所述第一处理模块和所述第二处理模块均为CPU处理器，其中，所述第一处理模块为水下探测部分的CPU处理器，所述第二处理模块为手持部分的CPU处理器。

进一步地，所述人机界面模块，采用液晶显示器。

进一步地，所述无线信号发射模块的型号为F0505S-1WR2。

进一步地，所述无线信号接收模块的型号为TX5 RXB21。

进一步地，所述语音模块，采用语音播报器。

进一步地，所述第一电源模块和所述第二电源模块分别为所述第一处理模块、所述第二处理模块提供工作电源。

本发明的有益效果：本发明通过无线信号发射模块和无线信号接收模块，可以远距离的传输数据，为工作人员在检测的过程中提供便利；通过人机界面，能够直接显示检测的水位深度，具有直观显示的特点；通过语音模块出发检测完成的语音提醒，提高检测的速度，本系统还具有结构简单、准确度高、便于携带的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种便携式智能超声波水深探测系统图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种便携式智能超声波水深探测系统，包括超声波换能器、第一处理模块、第一电源模块、无线信号发射模块、无线信号接收模块、第二处理模块、第二电源模块、人机界面模块、语音模块；第一处理模块分别与超声波换能器、第一电源模块、无线信号发射模块连接，无线信号发射模块与无线信号接收模块连接，第二处理模块分别与无线信号接收模块、第二电源模块、人机界面模块、语音模块连接。

超声波换能器的型号为TX-001，用于将电功率转换成超声波；

第一处理模块和第二处理模块均为CPU处理器，其中第一处理模块为水下探测部分的CPU处理器，第二处理模块为手持部分的CPU处理器；

无线信号发射模块的型号为F0505S-1WR2，与第一处理模块连接，用于发送接收的数据至无线信号接收模块；

无线信号接收模块的型号为TX5 RXB21，与第二处理模块连接，用于接收无线信号发射模块发送的数据；

人机界面模块，采用液晶显示器，用于显示采集的水位深度；

语音模块，采用语音播报器，用于对接收的数据进行语音播报提醒；

第一电源模块和第二电源模块，分别为第一处理模块、第二处理模块提供工作电源。

本发明的工作原理：探测时，将超声波换能器置于水面；第一处理模块实时启动端口，发送驱动信号，该启动信号经波形处理电路后发送至超声波换能器，超声波换能器对接收的信号进行处理转换成超声波，超声波发射后遇到水面反射回来，反射的信号经超声波换能器进行接收并发送至第一处理器，第一处理模块将接受的数据经无线信号发射模块进行发送，无线信号接收模块接收无线信号发射模块发送的数据并发送至第二处理模块，第二处理模块对接收的数据进行处理，其中第二处理模块接收的数据信息包括第一处理模块发射波形和接收波形的时间差、水流速度、水的密度，第二处理模块根据水深的计算公式H＝1/2*V*▲T,公式中H表示水的深度，V表示水中声速，▲T表示接收与发射信号的时间差,第二处理模块将处理的结果发送至液晶显示模块进行水位深度显示，同时当第二处理模块处理完数据后，发送提示指令至语音播放模块，语音播放器播放检测完成的语音提示。

该系统基于声呐探测技术，采用半圆弧90度声呐辐射模式，探测的水位深度为0.9-40m。

在此过程中第一电源模块为蓄电池实时为第一处理模块提供工作电源，第二电源模块实时为第二处理模块提供工作电源。

本发明通过无线信号发射模块和无线信号接收模块，可以远距离的传输数据，为工作人员在检测的过程中提供便利；通过人机界面，能够直接显示检测的水位深度，具有直观显示的特点；通过语音模块出发检测完成的语音提醒，提高检测的速度，本系统还具有结构简单、准确度高、便于携带的特点。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种便携式智能超声波水深探测系统，其特征在于：包括超声波换能器、第一处理模块、第一电源模块、无线信号发射模块、无线信号接收模块、第二处理模块、第二电源模块、人机界面模块、语音模块；所述第一处理模块分别与所述超声波换能器、第一电源模块、无线信号发射模块连接，所述无线信号发射模块与所述无线信号接收模块连接，所述第二处理模块分别与所述无线信号接收模块、第二电源模块、人机界面模块、语音模块连接；

所述第一处理模块发送驱动信号至所述超声波换能器，所述超声波换能器对接收的信号进行处理转换成超声波，发射的超声波遇水面发射，依次经所述超声波换能器、第一处理模块，所述第一处理模块将接收的数据经所述无线信号发射模块传输至所述无线信号接收模块，所述无线接收模块将接收的数据发送至所述第二处理模块，所述第二处理模块对接收的数据进行处理并发送至所述显示模块，同时发送语音指令至所述语音模块。

2.根据权利要求1所述的一种便携式智能超声波水深探测系统，其特征在于：所述第一处理模块和所述第二处理模块均为CPU处理器，其中，所述第一处理模块为水下探测部分的CPU处理器，所述第二处理模块为手持部分的CPU处理器。

3.根据权利要求1所述的一种便携式智能超声波水深探测系统，其特征在于：所述人机界面模块，采用液晶显示器。

4.根据权利要求1所述的一种便携式智能超声波水深探测系统，其特征在于：所述无线信号发射模块的型号为F0505S-1WR2。

5.根据权利要求1所述的一种便携式智能超声波水深探测系统，其特征在于：所述无线信号接收模块的型号为TX5RXB21。

6.根据权利要求1所述的一种便携式智能超声波水深探测系统，其特征在于：所述语音模块，采用语音播报器。

7.根据权利要求1所述的一种便携式智能超声波水深探测系统，其特征在于：所述第一电源模块和所述第二电源模块分别为所述第一处理模块、所述第二处理模块提供工作电源。