CN106443058B - 一种基于超声波单点位流速监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超声波单点位流速监测装置，其特征在于：主要由超声波测速仪，与超声波测速仪相连接的无线发射模块，以及通过无线网络与无线发射模块相连接的上位机组成。本发明在可以对无线传输前的监测信号进行处理，使上位机接收到的监测信号更加清晰，以便上位机能够更好的对监测结果进行分析，从而提高本发明的监测效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测装置，具体是指一种基于超声波单点位流速监测装置。
背景技术
水利监测设备是水利建设中不可或缺的设备，而对河道的水流速度进行监测是水利防洪抗洪工作中不可缺少的部分。随着超声波监测技术的发展，目前已出现了超声波流速监测装置，该超声波流速监测装置通过超声波测量技术对水流速度进行测量，其使用方便已被广泛的使用，由其是无线超声波流速监测装置，其无需线路铺设，节约了大量成本。然而目前的无线超声波流速监测装置还存在很大的问题，即接收端接收到的信号不够清晰，导致接收端无法准确的对监测信号进行分析，严重影响了监测效果。
发明内容
本发明的目的在于解决目前的超声波流速监测装置接收端接收到的信号不够清晰的缺陷，提供一种基于超声波单点位流速监测装置。
本发明的目的通过下述技术方案现实：一种基于超声波单点位流速监测装置，主要由超声波测速仪，与超声波测速仪相连接的无线发射模块，以及通过无线网络与无线发射模块相连接的上位机组成；所述无线发射模块由处理芯片U，三极管VT3，正极与处理芯片U的-IN1管脚相连接、负极与处理芯片U的OUT1管脚相连接的电容C7，与电容C7相并联的电阻R10，N极与处理芯片U的OUT1管脚相连接、P极与处理芯片U的V-管脚相连接的二极管D4，N极与处理芯片U的V-管脚相连接、P极经电阻R7后与处理芯片U的-IN1管脚相连接的二极管D3，串接在三极管VT3的集电极和处理芯片U的V-管脚之间的电阻R9，负极与处理芯片U的-IN1管脚相连接、正极顺次经电阻R6和电阻R8后与三极管VT3的基极相连接的电容C6，与电容C6的正极相连接的辅助电路，以及同时与处理芯片U的OUT1管脚和V+管脚相连接的输出处理电路组成；所述处理芯片U的V+管脚接电源，其+IN1管脚与二极管D3的P极相连接；所述辅助电路与超声波测速仪相连接；所述输出处理电路的输出端通过无线网络与上位机相连接。
进一步的，所述辅助电路由变压器T，三极管VT1，三极管VT2，负极与三极管VT1的基极相连接、正极顺次经电阻R2和电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接的地电容C3，与电阻R2相并联的电感L1，正极与电容C3的正极相连接、负极与电阻R2和电阻R3的连接点相连接的同时接地的电容C1，负极与电容C3的正极相连接、正极经电阻R1后与三极管VT2的基极相连接的电容C2，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R4后与变压器T的副边电感线圈的抽头相连接的电容C4，P极与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接、N极经电阻R5后与电容C6的正极相连接的二极管D1，P极与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、N极与二极管D1的N极相连接的二极管D2，以及正极与电容C6的正极相连接、负极与超声波测速仪相连接的电容C5组成；所述变压器T的原边电感线圈的同名端接电源、其非同名端与三极管VT1的集电极相连接；所述三极管VT2的集电极接地、其基极与变压器T的原边电感线圈的同名端相连接。
所述输出处理电路由三极管VT4，三极管VT5，天线E，正极与处理芯片U的V+管脚相连接、负极接地的电容C8，正极与电容C8的正极相连接、负极与电容C8的负极相连接的电容C9，串接在电容C8的正极和三极管VT4的集电极之间的电阻R11，串接在电容C9的正极和三极管VT5的集电极之间的电阻R12，与电阻R12相并联的电感L2，正极与三极管VT5的集电极相连接、负极与天线相连接的电容C11，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极与三极管VT5的基极相连接的电容C10，N极与电容C10的负极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D5，以及串接在三极管VT5的发射极和二极管D5的P极之间的电位器R13组成；所述三极管VT4的基极与处理芯片U的OUT1管脚相连接、其发射极与电位器R13的控制端相连接。
所述处理芯片U为LM324集成芯片。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
(1)本发明在可以对无线传输前的监测信号进行处理，使上位机接收到的监测信号更加清晰，以便上位机能够更好的对监测结果进行分析，从而提高本发明的监测效果。
(2)本发明的无线发射模块可以对监测信号进行放大，从而弥补信号在远距离传输过程中所出现的削弱；该无线发射模块还可以对监测信号中的谐波分量进行过滤，提高监测信号的稳定性；如此可以使上位机接收到的信号更加清晰，从而提高本发明的监测效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的无线发射模块的结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
如图1所示，本发明主要由超声波测速仪，与超声波测速仪相连接的无线发射模块，以及通过无线网络与无线发射模块相连接的上位机组成。
其中，超声波测速仪设置在水中，用于测量水流的流速，其采用LSH10-1型超声波多普勒流速仪，超声波测速仪的设置方式已是成熟的技术，在这里不做过多赘述。该无线发射模块设置在岸边，用于将监测信号处理后通过无线网络发送给接收端。接收端为上位机，即现有的计算机系统，该上位机可以对监测结果进行分析，从而使工作人员可以对河道中的水位进行判断。
为了更好的实现本发明的目的，如图2所示，所述无线发射模块由处理芯片U，三极管VT3，正极与处理芯片U的-IN1管脚相连接、负极与处理芯片U的OUT1管脚相连接的电容C7，与电容C7相并联的电阻R10，N极与处理芯片U的OUT1管脚相连接、P极与处理芯片U的V-管脚相连接的二极管D4，N极与处理芯片U的V-管脚相连接、P极经电阻R7后与处理芯片U的-IN1管脚相连接的二极管D3，串接在三极管VT3的集电极和处理芯片U的V-管脚之间的电阻R9，负极与处理芯片U的-IN1管脚相连接、正极顺次经电阻R6和电阻R8后与三极管VT3的基极相连接的电容C6，与电容C6的正极相连接的辅助电路，以及同时与处理芯片U的OUT1管脚和V+管脚相连接的输出处理电路组成。所述处理芯片U的V+管脚接电源，其+IN1管脚与二极管D3的P极相连接。所述辅助电路与超声波测速仪相连接。所述输出处理电路的输出端通过无线网络与上位机相连接。
该电阻R6和电阻R8可以防止电路自激，电容C6则可以对高频干扰进行消除。该处理芯片U，电容C7以及电阻R10则构成一个负反馈放大电路，该电阻R10为反馈电阻，电容C7则起到频率补偿的作用，该负反馈放大电路可以对监测信号进行放大处理；所述处理芯片U优选LM324集成芯片来实现。
其中，所述辅助电路由变压器T，三极管VT1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，电感L1，二极管D1以及二极管D2组成。
电容C3的负极与三极管VT1的基极相连接，正极顺次经电阻R2和电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接。电感L1与电阻R2相并联。电容C1的正极与电容C3的正极相连接，负极与电阻R2和电阻R3的连接点相连接的同时接地。电容C2的负极与电容C3的正极相连接，正极经电阻R1后与三极管VT2的基极相连接。电容C4的正极与三极管VT2的发射极相连接，负极经电阻R4后与变压器T的副边电感线圈的抽头相连接。二极管D1的P极与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接，N极经电阻R5后与电容C6的正极相连接。二极管D2的P极与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接，N极与二极管D1的N极相连接。电容C5的正极与电容C6的正极相连接，负极与超声波测速仪相连接。所述变压器T的原边电感线圈的同名端接电源，其非同名端与三极管VT1的集电极相连接。所述三极管VT2的集电极接地，其基极与变压器T的原边电感线圈的同名端相连接。
其中，三极管VT1，电容C3，电容C1，电感L1，电阻R2以及电阻R3形成一个振荡电路，该振荡电路可以输出56MHz的本振信号。该变压器T，二极管D1，二极管D2，三极管VT2，电容C4以及电阻R4则形成混频电路，该混频电路将超声波测速仪输出的信号与本振信号进行处理，从而得到射频信号。
另外，该输出处理电路由三极管VT4，三极管VT5，天线E，电阻R11，电阻R12，电位器R13，二极管D5，电感L2，电容C8，电容C9，电容C10以及电容C11组成。
连接时，电容C8的正极与处理芯片U的V+管脚相连接，负极接地。电容C9的正极与电容C8的正极相连接，负极与电容C8的负极相连接。电阻R11串接在电容C8的正极和三极管VT4的集电极之间。电阻R12串接在电容C9的正极和三极管VT5的集电极之间。电感L2与电阻R12相并联。电容C11的正极与三极管VT5的集电极相连接，负极与天线相连接。电容C10的正极与三极管VT4的发射极相连接，负极与三极管VT5的基极相连接。二极管D5的N极与电容C10的负极相连接，P极与三极管VT4的发射极相连接。电位器R13串接在三极管VT5的发射极和二极管D5的P极之间。所述三极管VT4的基极与处理芯片U的OUT1管脚相连接，其发射极与电位器R13的控制端相连接。该输出处理电路可以对监测信号中的谐波分量进行过滤，从而提高监测信号的稳定性。
本发明的无线发射模块可以对监测信号进行放大，从而弥补信号在远距离传输过程中所出现的削弱；该无线发射模块还可以对监测信号中的谐波分量进行过滤，提高监测信号的稳定性；如此可以使上位机接收到的信号更加清晰，从而提高本发明的监测效果。
工作时，该超声波测速仪采集水流的流速信号并传输给无线发射模块，无线发射模块对监测信号进行处理后通过无线网络发送给上位机，上位机则对监测结果进行分析，从而使工作人员可以对河道中的水位进行判断。
如上所述，便可很好的实现本发明。
Claims (3)
1.一种基于超声波单点位流速监测装置，其特征在于：主要由超声波测速仪，与超声波测速仪相连接的无线发射模块，以及通过无线网络与无线发射模块相连接的上位机组成；所述无线发射模块由处理芯片U，三极管VT3，正极与处理芯片U的-IN1管脚相连接、负极与处理芯片U的OUT1管脚相连接的电容C7，与电容C7相并联的电阻R10，N极与处理芯片U的OUT1管脚相连接、P极与处理芯片U的V-管脚相连接的二极管D4，N极与处理芯片U的V-管脚相连接、P极经电阻R7后与处理芯片U的-IN1管脚相连接的二极管D3，串接在三极管VT3的集电极和处理芯片U的V-管脚之间的电阻R9，负极与处理芯片U的-IN1管脚相连接、正极顺次经电阻R6和电阻R8后与三极管VT3的基极相连接的电容C6，与电容C6的正极相连接的辅助电路，以及同时与处理芯片U的OUT1管脚和V+管脚相连接的输出处理电路组成；所述处理芯片U的V+管脚接电源，其+IN1管脚与二极管D3的P极相连接；所述辅助电路与超声波测速仪相连接；所述输出处理电路的输出端通过无线网络与上位机相连接；
所述辅助电路由变压器T，三极管VT1，三极管VT2，负极与三极管VT1的基极相连接、正极顺次经电阻R2和电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接的地电容C3，与电阻R2相并联的电感L1，正极与电容C3的正极相连接、负极与电阻R2和电阻R3的连接点相连接的同时接地的电容C1，负极与电容C3的正极相连接、正极经电阻R1后与三极管VT2的基极相连接的电容C2，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极经电阻R4后与变压器T的副边电感线圈的抽头相连接的电容C4，P极与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接、N极经电阻R5后与电容C6的正极相连接的二极管D1，P极与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、N极与二极管D1的N极相连接的二极管D2，以及正极与电容C6的正极相连接、负极与超声波测速仪相连接的电容C5组成；所述变压器T的原边电感线圈的同名端接电源、其非同名端与三极管VT1的集电极相连接；所述三极管VT2的集电极接地、其基极与变压器T的原边电感线圈的同名端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波单点位流速监测装置，其特征在于：所述输出处理电路由三极管VT4，三极管VT5，天线E，正极与处理芯片U的V+管脚相连接、负极接地的电容C8，正极与电容C8的正极相连接、负极与电容C8的负极相连接的电容C9，串接在电容C8的正极和三极管VT4的集电极之间的电阻R11，串接在电容C9的正极和三极管VT5的集电极之间的电阻R12，与电阻R12相并联的电感L2，正极与三极管VT5的集电极相连接、负极与天线相连接的电容C11，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极与三极管VT5的基极相连接的电容C10，N极与电容C10的负极相连接、P极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D5，以及串接在三极管VT5的发射极和二极管D5的P极之间的电位器R13组成；所述三极管VT4的基极与处理芯片U的OUT1管脚相连接、其发射极与电位器R13的控制端相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于超声波单点位流速监测装置，其特征在于：所述处理芯片U为LM324集成芯片。
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Denomination of invention: A single point velocity monitoring device based on Ultrasonic Effective date of registration: 20210804 Granted publication date: 20190329 Pledgee: Zheshang Bank Co.,Ltd. Chengdu Branch Pledgor: CHENGDU WANJIANG GANGLI TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021510000169 |