CN202171455U - 一种无线型水文缆道测流监控仪 - Google Patents

Abstract

一种无线型水文缆道测流监控仪，其组成包括野外监测点设备和测站站房设备，所述野外监测点设备主要有测速铅鱼和无线信号发射仪，测站站房设备主要由信号接收和译码装置和信号存储显示装置组成，该种无线信号发射仪的三个传感器所发出的信号都是各自独立的强信号，不会受到周围环境的干扰，为测流提供了保障，提高了工作效率。而且由于采用了无线传输，避免了铺设大量信号线，降低了安装及维护的工作量。该种传输仪采用数字信号传输，不同信号采用不同的编码，使得各种信号在无线传输过程中不会混淆，且译码准确，又便于将信号接入计算机进行处理。

Description

一种无线型水文缆道测流监控仪

技术领域

本实用新型涉及一种无线型水文缆道测流监控仪。 

背景技术

我国北方山区特别是华北地区洪水属于突发型洪水，峰高浪大，峰型尖瘦，冲淤严重，致使洪水测验极为困难。尽管近年来不少新型水文测验仪器被推广应用，并且水文自动化程度越来越高，但基本不适合于我省山区洪水测流。目前，我省所使用的缆道信号仪用缆道循环索和地线来构成传输线路，实现流速、水面及河底信号(水深)的传递。其存在问题是要求缆道对大地绝缘，这一点要求非常高，使用中一遇雨天，绝缘性能下降，信号便时有时无，很不稳定，严重影响了水文缆道设备的使用及水文测验工作的正常开展。 

目前，我国的山区测洪手段主要有：(1)流速仪法。其配套设施主要是悬索、悬杆、吊箱缆道以及测船。但是，如果遇到大洪水浪大，而且漂浮物较多，用流速仪很难测到完整的洪水工程。而且很多缆道的传输信号不稳定或不能正常运用，还存有工作人员的安全隐患。(2)浮标法。这是目前水文系统应用较多的特大洪水测验手段，但浮标受型式形状、风力影响，浮标系数难以取得，造成测验精度不高。(3)电波流速仪。在21世纪初期，非接触式的电波流速仪投入水文测洪中，它可以测定水面一点(小区域)流速，测流精度不高，近年来，电波流速仪得以快速发展，尤其是从美国进口的雷达测速枪，因其灵活、轻便，精度高，被广泛投入使用。但这种测流仪器仅能满足于单点测流，不能直接测量断面平均流速，也不能连续测量和自动存储。(4)ADCP测流系统。该仪器由美国进口，自动程度高，精度高。很多水流稳定、无漂浮物的人工调水 工程的流量监测应用了该设备。但该仪器不能满足漂浮物较多的洪水测流。 

实用新型内容

本实用新型提供一种无线型水文缆道测流监控仪，由于采用无线传输，因此也就不再要求整个缆道对地绝缘，而且铅鱼到操作室之间不再有信号线，免除信号线维护困难；收集到的流速、水面及河底信号均为强信号，抗干扰能力非常强。不会再出现信号时有时无的现象，为测流提供了保障，提高了工作效率。免除了信号调试的工作量；采用最新数字信号发射及接收装置，大大提高了信号传输的可靠；采用数字信号传输，不同信号采用不同的编码，使得各种信号在无线传输过程中不会混淆，译码准确；安装方便，由于不再有铅鱼到操作室之间的信号线，也不用河底到操作室的地线，大大减少了安装及维护的工作量；只需将发射仪安装在铅鱼上方悬吊索上，接收仪放在操作室，就可以工作了，尤其是改造现有有线信号仪缆道时非常方便；接收到的信号全部实行数字显示，便于接入计算机直接处理。该种传输仪不仅构造简单、操作容易，而且传输数据准确、及时，时效性强。 

为实现上述目的，采用以下技术方案： 

一种无线型水文缆道测流监控仪，其组成包括野外监测点设备和测站站房设备。所述野外监测点设备主要有测速铅鱼和无线信号发射仪组成，测速铅鱼上安装有4条信号线，一条流速信号线接流速仪，一条水面信号线接测速铅鱼尾翼的水面信号传感器，一条河底信号接测速铅鱼底板的水底传感器，还有一条公共地线接测速铅鱼，无线信号发射仪由信号编码装置和信号发射装置组成，所述测站站房设备主要由信号接收和译码装置和信号存储显示装置组成，后者上装有存储计数计算装置和数据显示器，并连接有水深显示仪表和起点距显示 仪表，野外监测点设备和测站站房设备分别配备有独立电源。 

所述流速仪每转动若干圈，信号发射仪发送一个信号给接收仪。 

所述测速铅鱼悬空时，电源即断开。 

所述信号接收仪可利用移动网对涨水信息进行手机报警。 

该无线型水文缆道测流监控仪全部采用数字信号传输。 

无线信号发射仪将收集到的信号编码后发送到无线信号接收仪，所述的无线信号接收仪具有测速时间设定、流速仪参数设定、流速自动运算功能，利用数显仪可实现测速历时、转数、流速值、水深、起点距、供电电池电压、发送涨水信息等数据显示等功能。由单片机译码，区分出流速、水面及河底信号，数显仪表显示相应的流速、水深、起点距数据。 

由于所述的无线信号发射仪的三个传感器所发出的信号都是强信号，各自独立，不会受到周围环境的干扰，不会再出现信号时有时无的现象，为测流提供了保障，提高了工作效率。 

其二是由于采用了无线传输，不仅不再有测速铅鱼到测站站房之间的信号线，也不用河底到测站站房的地线，大大减少了安装及维护的工作量，免除了对整个缆道的绝缘性能要求。 

其三是该种传输仪采用数字信号传输，不同信号采用不同的编码，使得各种信号在无线传输过程中不会混淆，且译码准确，又便于将信号接入计算机进行处理。 

附图说明

下面根据实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。 

图1是一种无线型水文缆道测流监控仪的野外监测点设备应用功能模块组 成示意图； 

图2是本实用新型所述一种无线型水文缆道测流监控仪测站站房设备功能模块组成示意图； 

图3是本实用新型所述的一种无线型水文缆道测流监控仪的信号发射仪电路原理图； 

图4是本实用新型所述的一种无线型水文缆道测流监控仪的信号接收仪电路原理图； 

图中： 

1、测速铅鱼；2、水面传感器；3、流速仪；4、水底传感器；5、电源；6、信号采集处理系统；7、信号发射仪；8、信号编码装置；9、信号发射装置10、信号接收和译码装置；11、信号接收仪；12、控制电路模块；13、存储基数计算装置；14、数据显示器；15、电源；16、水深显示仪；17、起点距显示仪；18、水位报警发射仪 

具体实施方式

如图1至5所示，给出了本实用新型所述的一种无线型水文缆道测流监控仪的具体实施例，图中，野外监测点设备有一个独立供电电源5，其它设备主要有测速铅鱼1和无线信号发射仪7，前者共有四条信号线，一条接测速铅鱼1本身，另外三条分别连接流速仪3、测速铅鱼1尾翼的水面信号传感器2和底板的水底传感器4，传感器收集的信号传输到信号采集处理系统6，然后传送到信号发射仪7，经信号编码装置8编码处理后，由信号发射装置9发送到测站房，测站房设备有独立的供电电源15，所有设备均连接控制电路模块12，信号被信号接收和译码装置10接收处理后传送到信号接收仪11，经过存储计数计 算装置13处理后，在数据显示器14上显示出数据。信号接收仪11还连接有水深显示仪16和起点距显示仪17，用于显示水深数据和起点距数据。 

本实用新型所述的一种无线型水文缆道测流监控仪可进行以下几种监测，一是涨水监测：将水面传感器2悬在涨水报警高度处，待水位上涨到达该高度时，经水位报警发射仪18发短信至值班员，进行报警。其二是水深测量：测速铅鱼1下降到水面时水面指示灯亮，声音提示，水深数显仪16自动复位，显示“0.00”。测速铅鱼1下降接触河底时，河底指示灯亮，声音提示，水深表停止工作，工作人员记录水深数显表显示值即为水深。其三是流速测量：测速铅鱼1提升在水中设定位置，按下测速键，测速开始。到达设定时间(如60秒)时，信号发射仪7会自动等待下一个流速信号发出后停止工作，并记录实际测速时间(如61.2秒)，信号接收仪11仪表显示流速值、时间、转数。按复位键后仪表清零，显示设定时间，进行下条垂线流速测量。 

无线信号发射仪处采用一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编码电路PT2262，最多可有12位三态地址端管脚，任意组合可提供531441地址码，最多可有6位数据端管脚，设定的地址码和数据码以串行方式输出，发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。其SW0、SW1、SW2分别代表水面信号(也称入水信号)、流速信号、河底信号。三个信号分别接到13、12、11三个数据端。当三个数据端任一个处于高电位时，模块18脚(Vcc)上电，发射仪开始工作，从17脚串行向外发射经调制的数据信号。 

模块的1-8脚可作为地址码，可以设定一个固定的值，用来同接收端进行配对用。即发射仪的1-8脚，哪个为“1”，哪个为“0”，接收仪的1-8脚须设置为相同的电位，否则接收不到信号，提高设备的抗干扰能力。 

地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示，两个窄脉冲表示“0”；两个 宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。 

当18脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的18脚输出的数字信号。当18脚为高电平时，高频发射电路起振，从17脚向外发射代表整个模块当前状态的一组码字，只要18脚为“1”，发射就不间断地进行。发射仪发射的信号为一组一组连续的315MHz高频等幅信号。每一组由地址码和数据码组成，并由同步码隔开。 

数据接收仪采一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用解码电路PT2272，与PT2262同步使用。同样设1-8脚为地址管脚，11-12为数据管脚。1-8的地址脚一定要与2262的相应地址脚电位相同，才能收到信号。 

信号的编码是PT2262内部集成的单片机完成，由2262的17脚发出。编码由同步码、地址码、数据码组成。2272由14脚接收这些编码字信号，同样由内部集成的单片机软件进行译码。译码程序首先找到同步码，同步码之间的就是一组地址码和数据码。2262每次发射时至少发射4组字码，2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码时才会把数据码的“1”驱动相应的数据输出端为高电平并驱动VT端同步为高电平。这样，随着2262连续不断的发射过来不同的数据码，2272的数据端就保持与2262的相应数据端具有相同的电位。完成了数据的无线传送任务。 

Claims (5)

1.一种无线型水文缆道测流监控仪，其组成包括野外监测点设备和测站站房设备，其特征在于，所述野外监测点设备主要有测速铅鱼(1)和无线信号发射仪(7)，测速铅鱼(1)上安装有4条信号线，一条流速信号线接流速仪(3)，一条水面信号线接测速铅鱼(1)尾翼的水面信号传感器(2)，一条河底信号接测速铅鱼(1)底板的水底传感器(4)，还有一条公共地线接测速铅鱼(1)，无线信号发射仪(7)由信号编码装置(8)和信号发射装置(9)组成；所述测站站房设备主要由信号接收和译码装置(10)和信号存储显示装置(11)组成，后者上装有存储计数计算装置(13)和数据显示器(14)，并连接有水深显示仪表(16)和起点距显示仪表(17)，野外监测点设备和测站站房设备分别配备有独立电源(5)和电源(15)。

2.根据权利要求1所述的一种无线型水文缆道测流监控仪，其特征在于，所述流速仪(3)每转动若干圈，信号发射仪(7)发送一个信号给接收仪(11)。

3.根据权利要求1所述的一种无线型水文缆道测流监控仪，其特征在于，所述测速铅鱼(1)悬空时，电源(5)即断开。

4.根据权利要求1所述的一种无线型水文缆道测流监控仪，其特征在于，所述信号接收仪(11)可利用移动网对涨水信息进行手机报警。

5.根据权利要求1所述的一种无线型水文缆道测流监控仪，其特征在于，该无线型水文缆道测流监控仪全部采用数字信号传输。 

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