CN203881799U - 一种流速计 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种流速计。包括：雷达传感器、信号调理器、微控制单元MCU和加速度传感器，其中，所述雷达传感器的雷达波束覆盖监测范围，所述雷达传感器通过反射回来的雷达波束获得所述监测范围内液体的流速信号；所述信号调理器与所述雷达传感器相连接，所述信号调理器对所述雷达传感器获得的流速信号进行滤波放大处理；所述MCU分别与所述雷达传感器、所述信号调理器和所述加速度传感器相连接，所述MCU对所述信号调理器处理后的流速信号进行解析，并结合所述加速度传感器传输的所述流速计的角度数据，获得所述监测范围内液体的流速数据。无需进行水下接触，可以提高对液体的流速数据的测量精度。

Description

一种流速计

技术领域

本实用新型涉及流速测量技术领域，尤其涉及一种流速计。

背景技术

随着技术的不断发展，对于水流流速的监测技术也趋于成熟，通过水流流速的监测技术，可以实时监测水流的情况，例如：对河流、湖泊等液体的流速进行监测，可以及时对洪水的发生做出预测；或者对渠道、管道等液体的流速进行监测，防止城市内涝对人们日常生活造成不便。

现有的对水流的监测主要采用旋桨式流速计、超声波流速计等，但旋桨式流速计需长期安置在水中，容易对流速计造成损耗，且干扰了水流的正常流动，测量精度不高；超声波流速计的声速受水流流速的影响，且当被测液体含有气泡或杂音时，容易影响测量精度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种流速计，无需进行水下接触，可以提高对液体的流速数据的测量精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种流速计，可包括：雷达传感器、信号调理器、微控制单元（Micro Control Unit，MCU）和加速度传感器，其中，

所述雷达传感器的雷达波束覆盖监测范围，所述雷达传感器通过反射回来的雷达波束获得所述监测范围内液体的流速信号；

所述信号调理器与所述雷达传感器相连接，所述信号调理器对所述雷达传感器获得的流速信号进行滤波放大处理；

所述MCU分别与所述雷达传感器、所述信号调理器和所述加速度传感器相连接，所述MCU对所述信号调理器处理后的流速信号进行解析，并结合所述加速度传感器传输的所述流速计的角度数据，获得所述监测范围内液体的流速数据。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

通过雷达传感器发射的雷达波束获得监测范围内液体的流速信号，由信号调理器对流速信号进行滤波放大处理，并由MCU对处理后的流速信号进行解析，结合加速度传感器传输的流速计的角度数据，得到监测范围内液体的流速数据，无需进行水下接触，减少了对流速计的损耗，且体积小巧，安装方便，降低了损耗成本和人力资源成本，并且使用雷达传感器进行监测，减少了外界环境因素对测量的影响，结合加速度传感器传输的流速计的角度数据，提高了流速计的测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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是本实用新型实施例提供的一种流速计的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的微控制单元的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的通讯器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例中，流速计可以用于监视监测范围内液体的流速信号，由信号调理器对流速信号进行滤波放大处理，并由MCU对处理后的流速信号进行解析，结合加速度传感器传输的流速计的角度数据，得到监测范围内液体的流速数据。本实用新型实施例中提供的流速计可以对河流、湖泊等液体的流速进行监测，也可以对渠道、管道等液体的流速进行监测，无需进行水下接触，减少了对流速计的损耗，且体积小巧，安装方便，降低了损耗成本和人力资源成本，并且使用雷达传感器进行监测，减少了外界环境因素对测量的影响，结合加速度传感器传输的流速计的角度数据，提高了流速计的测量精度。

下面将结合附图1-附图3，对本实用新型实施例提供的流速计进行详细介绍。

请参见图1，为本实用新型实施例提供了一种流速计的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例所述的流速计1可以包括：雷达传感器11、信号调理器12、MCU13、加速度传感器14、数据存储器15、通讯器16和电源17。

所述雷达传感器11与所述信号调理器12相连接，所述信号调理器12分别与所述雷达传感器11和所述MCU13相连接，所述MCU13分别与所述雷达传感器11、所述信号调理器12和所述加速度传感器14相连接，所述加速度传感器与所述MCU13相连接，所述数据存储器15与所述MCU13相连接，所述通讯器16与所述MCU13相连接，所述电源17分别与所述雷达传感器11、所述信号调理器12、所述MCU13、所述加速度传感器14、所述数据存储器15和所述通讯器16相连接。

所述雷达传感器11的雷达波束覆盖监测范围，所述雷达传感器11的发射频率可以人为调节，由于所述雷达传感器11为频率可调的雷达传感器，工作人员可以采用外部设备，通过所述通讯器16对所述雷达传感器11进行频率调节，可以避免在同个场景中同时工作的多个流速计1之间的互相干扰。

所述雷达传感器11通过反射回来的雷达波束获得所述监测范围内液体的流速信号，所述信号调理器12对所述雷达传感器11获得的流速信号进行滤波放大处理，并将处理后的流速信号发送至所述MCU13，所述加速度传感器14可以实时获取所述流速计1的角度数据（例如：倾斜角度），所述MCU13对所述信号调理器12处理后的流速信号进行解析，并结合所述加速度传感器14传输的所述流速计1的角度数据以及所述数据存储器15存储的测量参数，计算获得所述监测范围内液体的流速数据，所述数据存储器15优选为电可擦可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM），通过采用所述加速度传感器14可以实现流速计1的角度自动校准的功能，当所述流速计1的角度改变时，所述MCU13可以结合所述加速度传感器14传输的所述流速计1的角度数据，对流速数据进行校正。

所述通讯器16可以提供多种通讯接口，例如：RS232、RS485、SDI-12、4-20mA电流环等，以使所述流速计1兼容各种外部设备，所述流速数据可以通过所述通讯器16传输至外部设备中，所述外部设备可以包括：监控平台、平板电脑、智能手机、笔记本电脑、掌上电脑等终端设备，工作人员可以根据所述外部设备所显示的流速数据或分析所述流速数据得到的相关的湖泊、河流、渠道或管道等的流速信息，对湖泊、河流、渠道或管道等进行管理、防治。

所述电源17为所述雷达传感器11、所述信号调理器12、所述MCU13、所述加速度传感器14、所述数据存储器15和所述通讯器16提供工作电源。所述电源17优选为蓄电池和/或太阳能电池板。可以理解的是，所述MCU13不仅用于计算获得所述监测范围内液体的流速数据，还可以用于控制所述流速计1中各仪器的正常运作。

进一步的，请一并参见图2，为本实用新型实施例提供了MCU的结构示意图，所述MCU13可以包括：模数转换器131、中央处理器132、实时时钟（Real-Time Clock，RTC）133和时钟电路134。

所述模数转换器131分别与所述信号调理器12和所述中央处理器132相连接，所述中央处理器132分别与所述加速度传感器14、所述RTC133和所述通讯器16相连接，所述时钟电路134分别与所述模数转换器131、所述中央处理器132和所述RTC133相连接。

所述模数转换器131对所述信号调理器12处理后的流速信号进行模数转换，并将转换后的流速信号发送至所述中央处理器132，所述中央处理器132调用所述MCU13中存储的控制程序和数据对所述转换后的流速信号进行解析，并结合所述加速度传感器14传输的所述流速计1的角度数据以及所述数据存储器15存储的测量参数，计算获得所述监测范围内液体的流速数据，所述中央处理器132将流速数据传输至所述通讯器16。需要说明的是，所述MCU13可以对所述转换后的流速信号进行信号质量的评价，生成信号质量信息传输至所述通讯器16，以使工作人员根据所述信号质量信息判断流速数据的可用性。

所述RTC133设定有对所述流速计1中各仪器的唤醒时段，所述MCU13可以根据所述RTC133的唤醒时段控制各仪器进入工作状态，进一步的，通过加入所述RTC133，在非唤醒时段中，所述电源17只需提供所述MCU13、所述通讯器16等非唤醒时段的工作电源，当进入唤醒时段，所述MCU13驱动所述电源17为所述雷达传感器11、所述信号调理器12、所述加速度传感器14、所述数据存储器15和所述通讯器16进行供电，以使所述雷达传感器11、所述信号调理器12、所述加速度传感器14、所述数据存储器15和所述通讯器16进入工作状态，以此类推，由于在非唤醒时段时所需电源比较微弱，因此，通过此方式可以达到节电的目的。

所述时钟电路134为所述模数转换器131、所述中央处理器132和所述RTC133提供稳定的时钟信号。

进一步的，再请一并参见图3，为本实用新型实施例提供了通讯接口的结构示意图。所述通讯器16可以包括接口转换电路161和通讯接口162，所述接口转换电路161分别与所述MCU13和所述通讯接口162相连接。

所述MCU13将获得的流速数据以及所述信号质量信息传输至所述接口转换电路161，所述流速数据通过所述接口转换电路161传输至对应的通讯接口162，并由所述通讯接口162传输至外部设备。

可选的，所述流速计1可以对河流、湖泊、渠道、管道等液体进行多点测量，具体过程可以为：对所述RTC133的唤醒时段进行设置，在唤醒时段中，所述电源17为所述雷达传感器11、所述信号调理器12、所述加速度传感器14、所述数据存储器15和所述通讯器16进行供电，所述雷达传感器11在所述覆盖的监测范围内进行多点测量，优选的，所述雷达传感器11可以针对一个小区域（例如：河道中某段区域内的中心区域等）进行多点测量，获取多个流速信号，所述雷达传感器11将多个流速信号传输至所述信号调理器12进行滤波放大处理，所述MCU13对处理后的多个流速信号进行解析，并结合所述加速度传感器14传输的所述流速计1的角度数据以及所述数据存储器15存储的测量参数，计算获得所述监测范围内液体的流速数据的平均值，所述MCU13将所述平均值传输至所述通讯器16，由所述通讯器16将所述平均值传输至外部设备中，工作人员可以根据所述外部设备所显示的流速数据或分析所述流速数据得到的相关的湖泊、河流、渠道或管道等的流速信息，对湖泊、河流、渠道或管道等进行管理、防治。可以理解的是，由于采用了多点测量，可以提高流速计的测量精度，并且对于流速较低的监测范围也可以进行准确测量。

在本实用新型实施例中，通过雷达传感器发射的雷达波束获得监测范围内液体的流速信号，由信号调理器对流速信号进行滤波放大处理，并由MCU对处理后的流速信号进行解析，结合加速度传感器传输的流速计的角度数据，得到监测范围内液体的流速数据，无需进行水下接触，减少了对流速计的损耗，且体积小巧，安装方便，降低了损耗成本和人力资源成本；使用雷达传感器进行监测，减少了外界环境因素对测量的影响；结合加速度传感器传输的流速计的角度数据，并采用多点测量的方式，对于小区域、流速低的监测范围也可以进行准确测量，提高了流速计的测量精度；通过对实时时钟设定实现了分时供电，达到了节能目的。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种流速计，其特征在于，包括：雷达传感器、信号调理器、微控制单元MCU和加速度传感器，其中， 

所述雷达传感器的雷达波束覆盖监测范围，所述雷达传感器通过反射回来的雷达波束获得所述监测范围内液体的流速信号； 

所述信号调理器与所述雷达传感器相连接，所述信号调理器对所述雷达传感器获得的流速信号进行滤波放大处理； 

所述MCU分别与所述雷达传感器、所述信号调理器和所述加速度传感器相连接，所述信号调理器将处理后的流速信号传输至所述MCU，所述加速度传感器将所述流速计的角度数据传输至所述MCU，所述MCU对所述信号调理器处理后的流速信号进行解析，并结合所述加速度传感器传输的所述流速计的角度数据，获得所述监测范围内液体的流速数据。 

2.根据权利要求1所述的流速计，其特征在于，所述雷达传感器为频率可调的雷达传感器。 

3.根据权利要求1所述的流速计，其特征在于，所述MCU包括模数转换器、中央处理器和实时时钟RTC；其中， 

所述模数转换器分别与所述信号调理器和所述中央处理器相连接，所述中央处理器分别与所述RTC和所述加速度传感器相连接。 

4.根据权利要求3所述的流速计，其特征在于，所述MCU还包括时钟电路，所述时钟电路分别与所述模数转换器、所述中央处理器和所述RTC相连接。 

5.根据权利要求1所述的流速计，其特征在于，还包括数据存储器，所述数据存储器与所述MCU相连接，所述数据存储器为电可擦可编程只读存储器EEPROM。 

6.根据权利要求5所述的流速计，其特征在于，还包括通讯器，所述通讯 器与所述MCU相连接。 

7.根据权利要求6所述的流速计，其特征在于，所述通讯器包括接口转换电路和通讯接口，所述接口转换电路分别与所述MCU和所述通讯接口相连接。 

8.根据权利要求7所述的流速计，其特征在于，还包括电源，所述电源分别与所述雷达传感器、所述信号调理器、所述加速度传感器、所述MCU、所述数据存储器和所述通讯器相连接。 

9.根据权利要求8所述的流速计，其特征在于，所述电源为蓄电池和/或太阳能电池板。