CN216057501U - 一种缆道流速仪信号无线传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种缆道流速仪信号无线传输系统，其包括控制室，控制室设置于岸上，并与位于水面下方的转子流速仪信号连接，还包括信号采集传输装置，信号采集传输装置包括水下信号采集传输部和水上信号中继部；水下信号采集传输部位于水面下方，并与转子流速仪信号连接；水上信号中继部位于水面上，并分别与水下信号采集传输部和控制室信号连接。通过设置信号采集传输装置，解决了缆道流速仪的无线传输装置难以穿透水层将数据信号传递至控制室的问题，使得在测量河道流速信息时更为准确便捷；采用了无线方式使水上信号中继部与声呐信号接收模块信号连接，利用声呐信号在水中的有效传播，来实现转子流速仪所测河道流速信息的传播。

Description

一种缆道流速仪信号无线传输系统

技术领域

本实用新型涉及水文监测设备技术领域，尤其涉及一种缆道流速仪信号无线传输系统。

背景技术

河道流量数据具有极为重要的作用，涉及防洪安全、水文水利计算、水资源评价等各个方面，因此河流流量测量是水文工作的重要内容，目前所有河道流量监测均采用缆道测流系统。

缆道测流系统的流速仪信号一般利用缆道本身导电性能和大地导电性能来传送到控制室，由于江河水文情况极其复杂，测流信号的稳定性和可靠性不能实时保证，现有无线传输装置一般无法穿透水层将转子流速仪信号发射出来，而不绝缘缆道低阻抗条件下微弱信号容易直接传导到大地造成接收器漏接造成测流误差。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种缆道流速仪信号无线传输系统，解决了现有技术中，缆道流速仪的无线传输装置无法穿透水层将数据信号发传递至控制室的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种缆道流速仪信号无线传输系统，其包括控制室，控制室设置于岸上，并与位于水面下方的转子流速仪信号连接，还包括信号采集传输装置，信号采集传输装置包括水下信号采集传输部和水上信号中继部；水下信号采集传输部位于水面下方，并与转子流速仪信号连接；水上信号中继部位于水面上，并分别与水下信号采集传输部和控制室信号连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水下信号采集传输部包括脉冲数据采集模块，脉冲数据采集模块通过脉冲信号采集线缆与转子流速仪信号连接，并采集转子流速仪在测量河道流速时产生的脉冲信号。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水下信号采集传输部还包括信号存储模块，信号存储模块与脉冲数据采集模块信号连接，并记录脉冲数据采集模块所采集的脉冲信号的时间长度和脉冲次数。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水下信号采集传输部还包括声呐信号发生模块，声呐信号发生模块分别与脉冲数据采集模块和水上信号中继部信号连接，脉冲数据采集模块通过声呐信号发生模块将信号存储模块所记录的信号数据转换为声呐信号传输至水上信号中继部。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水下信号采集传输部还包括电源模块，电源模块分别与脉冲数据采集模块、信号存储模块和声呐信号发生模块电性连接，并为脉冲数据采集模块、信号存储模块和声呐信号发生模块提供工作电源。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水上信号中继部包括声呐信号接收模块，声呐信号接收模块与声呐信号发生模块信号连接，并接收声呐信号发生模块发出的声呐信号。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水上信号中继部还包括无线信号传输模块，无线信号传输模块分别与声呐信号接收模块和控制室信号连接，无线信号传输模块将声呐信号接收模块所接收的信号数据转换为电波信号发送至控制室。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述控制室包括无线信号接收模块，无线信号接收模块与无线信号传输模块信号连接，并接收无线信号传输模块发出的电波信号。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水下信号采集传输部固定于铅鱼主体上，并通过缆道上的钢丝绳吊放于转子流速仪周边的水面下方。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述水上信号中继部的主体具有浮力，漂浮于水下信号采集传输部周边的水面上。

本实用新型的一种缆道流速仪信号无线传输系统相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置信号采集传输装置，其包括水下信号采集传输部和水上信号中继部，水下信号采集传输部固定于铅鱼主体上，并通过缆道上的钢丝绳吊放于转子流速仪周边的水面下方；水上信号中继部的外壳可采用在水中具有浮力的材料，使水上信号中继部漂浮于水下信号采集传输部附近的水面上；水下信号采集传输部可采集转子流速仪测量河道流量的数据信号，并该数据信号转换为皆声呐信号，皆声呐信号可在水中高效传递，以水为媒介将该信号传递至水上信号中继部，水上信号中继部将声呐信号转换成电波信号传递至控制室。信号采集传输装置解决了，缆道流速仪的无线传输装置难以穿透水层将流速仪信号传递至控制室的问题，使得在测量河道流速信息时更为准确便捷。

(2)设置无线信号接收模块，无线信号接收模块设置于控制室内，控制室为转子流速仪的数据显示终端、设置于岸边，无线信号接收模块与无线信号传输模块信号连接，并接收无线信号传输模块发出的电波信号。使得控制室内可直观的显示转子流速仪所测的河道流速数据；在本实用新型中，为了使转子流速仪的水下无线传输装置、能够将所采集到的信号数据顺利穿透水层传递至控制室，采用了无线方式使水上信号中继部与声呐信号接收模块信号连接，利用声呐信号在水中的有效传播，来实现转子流速仪所测河道流速信息的传播，能够轻松将所测数据信息传递至控制室进行显示。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的一种缆道流速仪信号无线传输系统的结构示意图；

图2为本实用新型的一种缆道流速仪信号无线传输系统中脉冲数据采集模块的电路图；

图3为本实用新型的一种缆道流速仪信号无线传输系统的原理图；

图4为本实用新型的一种缆道流速仪信号无线传输系统的工作示意图。

图中：1、控制室，11、无线信号接收模块，2、转子流速仪，3、信号采集传输装置，31、水下信号采集传输部，311、脉冲数据采集模块，312、信号存储模块，313、声呐信号发生模块，314、电源模块，32、水上信号中继部，321、声呐信号接收模块，322、无线信号传输模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，本实用新型的一种缆道流速仪信号无线传输系统，包括控制室1和信号采集传输装置3。控制室1设置于岸上，转子流速仪2设置于控制室1周边的水域里，控制室1与转子流速仪2信号连接，用于接收转子流速仪2所测的河道流量数据，但控制室1无法直接与转子流速仪2无线信号连接，需要通过信号采集传输装置3与转子流速仪2信号连接；信号采集传输装置3包括水下信号采集传输部31和水上信号中继部32，水下信号采集传输部31位于水面下方，并与转子流速仪2信号连接，采集并传输转子流速仪2所测的河道流量数据；水上信号中继部32位于水面上，并分别与水下信号采集传输部31和控制室1信号连接，可将水下信号采集传输部31所采集到的河道流量数据中转传输至控制室1。

在本实用新型的一个具体实施例中，水下信号采集传输部31为转子流速仪2的数据采集传输装置，其固定于铅鱼主体上，并通过缆道上的钢丝绳吊放于转子流速仪2周边的水面下方，水下信号采集传输部31的外壳具有较强的防水密封性，可防止其内部的用电器件因沾水而短路，水下信号采集传输部31可采集转子流速仪2测量河道流量的数据信号，并该数据信号转换为皆声呐信号，皆声呐信号可在水中高效传递，以水为媒介将该信号传递至水上信号中继部32。水下信号采集传输部31包括脉冲数据采集模块311、信号存储模块312、声呐信号发生模块313和电源模块314。电源模块314分别与脉冲数据采集模块311、信号存储模块312和声呐信号发生模块313电性连接，电源模块314可采用电池供电，可根据各用电模块的用电需求设置适配的稳压芯片，已达到分别为脉冲数据采集模块311、信号存储模块312和声呐信号发生模块313提供工作电压的效果；脉冲数据采集模块311包括MCU芯片U1，MCU芯片U1的型号可为STM32，MCU芯片U1的输入端通过脉冲信号采集线缆与转子流速仪2信号连接，MCU芯片U1的定时器/计数器端口可以采集转子流速仪2测量河道流量时产生的脉冲信号；信号存储模块312可采用现有技术，信号存储模块312与脉冲数据采集模块311信号连接，并记录脉冲数据采集模块311所采集的脉冲信号发出的时间长度及脉冲次数等有效信息；声呐信号发生模块313可采用现有技术，其包括DDS芯片和声呐发生部，DDS芯片分别与MCU芯片U1和声呐发生部信号连接，声呐发生部与水上信号中继部32信号连接，如利用MCU芯片U1驱动DDS芯片产生正弦波信号，经进一步功率放大后驱动声呐信号发生模块313工作，产生声呐信号，并将声呐信号传递至水上信号中继部32。

在本实用新型的一个具体实施例中，水上信号中继部32为水下信号采集传输部31到控制室1之间的数据信号中转传输装置，其主体或密封外壳可采用密封性强且具有浮力的材料，可使水上信号中继部32漂浮于水下信号采集传输部31附近的水面上，并且能防止其用电模块因沾水而短路，接收水下水下信号采集传输部31发出的数据信号，并将该数据信号传递至控制室1，水上信号中继部32包括声呐信号接收模块321和无线信号传输模块322，水上信号中继部32还可另外设置一电池电源，以满足声呐信号接收模块321和无线信号传输模块322的工作电压。声呐信号接收模块321可采用现有技术，声呐信号接收模块321包括声呐接收部和MCU芯片U2，MCU芯片U2的型号也可为STM32，MCU芯片U2的输入端与声呐接收部信号连接，声呐接收部与声呐信号发生模块313的声呐发生部信号连接，MCU芯片U2的输出端与无线信号传输模块322信号连接；声呐接收部接收声呐信号发生模块313发出的声呐信号，通过ADC模数转换后，将声呐信号转换为数字信号传输至MCU芯片U2，MCU芯片U2将所接收到的信号数据通过无线信号传输模块322传输至控制室1；声呐信号接收模块321接收声呐信号发生模块313从水底发射出的超声波声呐信号，经压电效应将其接收到的超声波转化成电信号；此时接收声呐传感器输出电压为毫伏级，经差分放大和滤波后，在远距离测量中输出信号的能量仍然比较弱，须对其进行功率放大；放大后的输出信号经无线信号传输模块322以电波的方式发送至控制室1。控制室1为转子流速仪2的数据显示终端，其包括无线信号接收模块11，无线信号接收模块101与无线信号传输模块322信号连接，并接收无线信号传输模块322发出的电波信号，并通过控制室1内的显示系统显示出来，以便于直观的读取被测河道的流速信息。其中的无线信号传输模块322和无线信号接收模块11可采用4G无线传输技术或LORA无线传输技术，其无线传输距离可达到10公里，足以覆盖待测河道内转子流速仪2到控制室1之间的距离。本实用新型中，为了使转子流速仪2的水下无线传输装置、能够将所采集到的信号数据顺利穿透水层传递至控制室1，采用了无线方式使水上信号中继部32与声呐信号接收模块321信号连接，利用声呐信号在水中的有效传播，来实现转子流速仪2所测河道流速信息的传播，能够轻松将所测数据信息传递至控制室1进行显示。

本实用新型涉及的芯片容易获取，并且在获取芯片的同时能得到数据手册，本实用新型不涉及程序的改进。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缆道流速仪信号无线传输系统，其包括控制室(1)，控制室(1)设置于岸上，并与位于水面下方的转子流速仪(2)信号连接，其特征在于：还包括信号采集传输装置(3)，信号采集传输装置(3)包括水下信号采集传输部(31)和水上信号中继部(32)；水下信号采集传输部(31)位于水面下方，并与转子流速仪(2)信号连接；水上信号中继部(32)位于水面上，并分别与水下信号采集传输部(31)和控制室(1)信号连接。

2.如权利要求1所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述水下信号采集传输部(31)包括脉冲数据采集模块(311)，脉冲数据采集模块(311)通过脉冲信号采集线缆与转子流速仪(2)信号连接，并采集转子流速仪(2)在测量河道流速时产生的脉冲信号。

3.如权利要求2所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述水下信号采集传输部(31)还包括信号存储模块(312)，信号存储模块(312)与脉冲数据采集模块(311)信号连接，并记录脉冲数据采集模块(311)所采集的脉冲信号的时间长度和脉冲次数。

4.如权利要求3所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述水下信号采集传输部(31)还包括声呐信号发生模块(313)，声呐信号发生模块(313)分别与脉冲数据采集模块(311)和水上信号中继部(32)信号连接，脉冲数据采集模块(311)通过声呐信号发生模块(313)将信号存储模块(312)所记录的信号数据转换为声呐信号传输至水上信号中继部(32)。

5.如权利要求4所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述水下信号采集传输部(31)还包括电源模块(314)，电源模块(314)分别与脉冲数据采集模块(311)、信号存储模块(312)和声呐信号发生模块(313)电性连接，并为脉冲数据采集模块(311)、信号存储模块(312)和声呐信号发生模块(313)提供工作电源。

6.如权利要求4所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述水上信号中继部(32)包括声呐信号接收模块(321)，声呐信号接收模块(321)与声呐信号发生模块(313)信号连接，并接收声呐信号发生模块(313)发出的声呐信号。

7.如权利要求6所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述水上信号中继部(32)还包括无线信号传输模块(322)，无线信号传输模块(322)分别与声呐信号接收模块(321)和控制室(1)信号连接，无线信号传输模块(322)将声呐信号接收模块(321)所接收的信号数据转换为电波信号发送至控制室(1)。

8.如权利要求7所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述控制室(1)包括无线信号接收模块(11)，无线信号接收模块(11)与无线信号传输模块(322)信号连接，并接收无线信号传输模块(322)发出的电波信号。

9.如权利要求1所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述水下信号采集传输部(31)固定于铅鱼主体上，并通过缆道上的钢丝绳吊放于转子流速仪(2)周边的水面下方。

10.如权利要求1所述的一种缆道流速仪信号无线传输系统，其特征在于：所述水上信号中继部(32)的主体具有浮力，漂浮于水下信号采集传输部(31)周边的水面上。

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