CN219200516U

CN219200516U - 一种双流速流量计

Info

Publication number: CN219200516U
Application number: CN202320342825.6U
Authority: CN
Inventors: 黄欢欢
Original assignee: Shaanxi Huaxing Ruixin Technology Co ltd
Current assignee: Shaanxi Huaxing Ruixin Technology Co ltd
Priority date: 2023-02-28
Filing date: 2023-02-28
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2033-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种双流速流量计，属于流速流量计设计技术领域，该结构包括处理器电路、数字电导率传感器、多普勒流速传感和数字压力水位传感器等，数字电导率传感器通过UART接口连接处理器电路、数字压力水位传感器通过IIC接口连接处理器电路，水位传感器、电磁流速传感器和多普勒流速传感通过放大电路和AD采集电路连接处理器电路。与现有技术相比，该方案结构紧凑，能够显著缩短布线距离，方便布置流速、液位、电导率等多种传感器，可广泛应用于排污管网流量、河道流量、自来水排水流量的监测工作，不受水体内颗粒物数量的影响。此外，利用双液位选择可以排除设备老旧引起的液位不准确的情况，还能够可持续监测水体的电导率值。

Description

一种双流速流量计

技术领域

本实用新型属于流速流量计设计技术领域，尤其涉及一种双流速流量计。

背景技术

现阶段，准确的流量监测是治理的关键步骤。现有技术中，技术人员多采用多普勒流速流量计，但存在如下技术问题：

1）多普勒流量计的应用原理是流速面积法，通过测量水中杂质颗粒的声速频率的变化来确定水流速的大小的，实际应用的过程中部分场景的水体没有太多的固体杂质，例如：饮用水源的明渠，市政的自来水等，导致传统的多普勒流速法基本失效。

2）传统多普勒流量计使用压力传感测量水位深度，但是流速较大或者设备老旧，长时间使用会导致压力水位的测量出现严重的偏差。

因此，如何设计一种双流速流量计、以集成多普勒流速测量和电磁流速测量方案，解决上述技术问题成为该领域的技术难题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种双流速流量计，该方案结构紧凑，能够显著缩短布线距离，方便布置流速、液位、电导率等多种传感器，可广泛应用于排污管网流量、河道流量、自来水排水流量的监测工作，不受水体内颗粒物数量的影响。此外，利用双液位选择可以排除设备老旧引起的液位不准确的情况，还能够可持续监测水体的电导率值。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种双流速流量计，其特征在于，处理器电路、数字电导率传感器、水位传感器、多普勒流速传感和电磁流速传感器以及数字压力水位传感器，其中：所述数字电导率传感器通过UART接口连接处理器电路的PC端口；所述水位传感器通过第一放大电路、第一AD采集电路连接处理器电路的PA端口；所述多普勒流速传感通过第二放大电路、第二AD采集电路连接处理器电路的PB端口；所述电磁流速传感器通过第三放大电路、第三AD采集电路连接处理器电路的PD端口；所述数字压力水位传感器通过IIC接口连接处理器电路的PA8和PC9端口；所述处理器电路还连接有通信电路、存储电路、电源电路、JTAG电路、BOOT电路以及复位电路。

优选的，所述水位传感器采用US0072型传感器，所述第一放大电路包括由LM324芯片组成的两相级放大电路，第一AD采集电路包括ADS1213型芯片。

优选的，所述多普勒流速传感采用US0078型传感器，所述第二放大电路包括LM324芯片组成的带电压参考放大电路，第二AD采集电路包括ADS1213型芯片。

优选的，所述电磁流速传感器采用HY-DCB型传感器，所述第三放大电路包括LM324芯片组成的差分放大电路，第三AD采集电路包括ADS1213型芯片。

优选的，所述电源电路包括MP1484芯片电路和AMS1117-3.3芯片电路，所述MP1484芯片电路用于将12V电源转换成5V电源，所述AMS1117-3.3芯片电路用于将5V电源转换成3.3V电源。

优选的，还包括安装电路和传感器用的壳体，所述壳体的背面安装有防水接头，壳体的底部安装有底盖，壳体的正面为斜面结构，斜面结构上对称布置有多普勒流速传感器，壳体的顶部平面上布置有电导率传感器和数字压力水位传感器，壳体的两侧安装有电磁流速电极，壳体内部形成密封腔，密封腔的后部布置有电磁线圈，电磁线圈电连接电磁流速电极，底盖与壳体之间设置有密封圈，底盖上设置有导水滤孔，导水滤孔的内部安装有水位传感器。

优选的，所述密封腔的顶部布置有主控电路板。

优选的，密封腔的内部填充有防水环氧树脂。

实用新型的一种双流速流量计具有以下有益效果：

该方案传感器布局合理，其斜面前端布置有多普勒流速传感器，其顶部的前端布置有电导率传感器和水下超声液位传感器，其两侧布置有电磁流速电极，内部的主控电路板布置于顶部紧邻传感器，可以显著缩短布线距离，该结构能够方便安装流速、液位、电导率等传感器，可广泛的应用于排污管网流量、河道流量、自来水排水流量的监测工作，不受水体内颗粒物数量的影响。此外，该壳体结构紧凑、整体防水，其厚度为30mm，长度215mm，能够可靠的固定在管道内部、明渠底部和河道底部，集成普勒流速测量方案和电磁流速测量两种方案。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本实用新型的电路结构示意图；

图2是本实用新型的处理器电路示意图；

图3是本实用新型的电导率传感器电路示意图；

图4是本实用新型的第一放大电路示意图；

图5是本实用新型的第一AD电路示意图；

图6是本实用新型的第二放大电路示意图；

图7是本实用新型的第二AD电路示意图；

图8是本实用新型的第三放大电路示意图；

图9是本实用新型的第三AD电路示意图；

图10是本实用新型的12V-5V电路示意图；

图11是本实用新型的5V-3.3V电路示意图；

图12是本实用新型的存储电路示意图；

图13是本实用新型的通讯电路示意图；

图14是本实用新型的外部结构示意图；

图15是本实用新型的内部结构示意图；

其中，1-壳体、101-斜面结构、102-密封腔、2-防水接头、3-底盖、301-密封圈、302-导水滤孔、4-多普勒流速传感器、5-电导率传感器、6-数字压力水位传感器、7-电磁流速电极、8-电磁线圈、9-水位传感器、10-主控电路板、11-防水环氧树脂。

实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1至图15所示，该双流速流量计包括处理器电路、数字电导率传感器、水位传感器、多普勒流速传感和电磁流速传感器以及数字压力水位传感器，该方案是流速、液位、电导率的复合型传感器。实际工作时，用户将传感器放置于测量水流中，可通过数字压力水位传感器6和水位传感器9测量水位深度，客户可自由选择采用测量方式，双液位选择，排除设备老旧引起的液位不准确。此外，通过多普勒流速传感器4测量流速，当多普勒流速传感器4测量流速较小时有可能是因为水中固体杂质较少，引起测量不准确，可通过电导率传感器5监测水中电导率，进而启动电磁流速电极6和电磁线圈8测量水体的流速，从而输出正确的流速，当电导率传感器5测量值大于临街值时切换到原有的测量模式。

图2和图3中，数字电导率传感器通过UART接口连接处理器电路的PC端口，数字电导率传感器电路中包括了BA111传感芯片。图4和图5中，水位传感器通过第一放大电路、第一AD采集电路连接处理器电路的PA端口，具体的，水位传感器采用US0072型传感器，第一放大电路包括由LM324芯片组成的两相级放大电路，第一AD采集电路包括ADS1213型芯片。图6和图7中，多普勒流速传感通过第二放大电路、第二AD采集电路连接处理器电路的PB端口，具体的，多普勒流速传感采用US0078型传感器，第二放大电路包括LM324芯片组成的带电压参考放大电路，第二AD采集电路包括ADS1213型芯片。图8和图9中，电磁流速传感器通过第三放大电路、第三AD采集电路连接处理器电路的PD端口，具体的，电磁流速传感器采用HY-DCB型传感器，第三放大电路包括LM324芯片组成的差分放大电路，第三AD采集电路包括ADS1213型芯片。

需要说明的是，数字压力水位传感器通过IIC接口连接处理器电路的PA8和PC9端口，数字压力水位传感器可以为BRW800-11型传感器。本实施例中，处理器电路还连接有通信电路、存储电路、电源电路、JTAG电路、BOOT电路以及复位电路，处理器电路可以采用STM32F407VET6型处理器。

图10至图11中，电源电路包括MP1484芯片电路和AMS1117-3.3芯片电路，MP1484芯片电路用于将12V电源转换成5V电源，AMS1117-3.3芯片电路用于将5V电源转换成3.3V电源。图12和图13中，存储电路采用24CL16芯片，通讯电路采用TP8485E芯片。

如图14和图15所示，还包括安装电路和传感器用的壳体1，壳体1的背面安装有防水接头2，壳体1的底部安装有底盖3，壳体1的正面为斜面结构101，斜面结构101上对称布置有多普勒流速传感器4，壳体1的顶部平面上布置有电导率传感器5和数字压力水位传感器6，壳体1的两侧安装有电磁流速电极7，壳体1内部形成密封腔102，密封腔102的后部布置有电磁线圈8，电磁线圈8电连接电磁流速电极7，电磁线圈8和电磁流速电极7是电磁流速传感器的一部分，底盖3与壳体1之间设置有密封圈301，底盖3上设置有导水滤孔302，导水滤孔302的内部安装有水位传感器9。图中，密封腔102的顶部布置有主控电路板10，密封腔102的内部填充有防水环氧树脂11。

本实施例中，壳体预留的孔位合理，更换维修方便，其斜面前端布置有多普勒流速传感器，其顶部的前端布置有电导率传感器和水下超声液位传感器，其两侧布置有电磁流速电极，内部的主控电路板布置于顶部紧邻传感器，可以显著缩短布线距离，该结构能够方便安装流速、液位、电导率等传感器，可广泛的应用于排污管网流量、河道流量、自来水排水流量的监测工作，不受水体内颗粒物数量的影响。实际工作时，该结构是一种多普勒流速和电磁流速相互校准的复合传感器，双液位选择能够排除设备老旧引起的液位不准确，还可以持续监测水体的电导率值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种双流速流量计，其特征在于，包括处理器电路、数字电导率传感器、水位传感器、多普勒流速传感和电磁流速传感器以及数字压力水位传感器，其中：

所述数字电导率传感器通过UART接口连接处理器电路的PC端口；

所述水位传感器通过第一放大电路、第一AD采集电路连接处理器电路的PA端口；

所述多普勒流速传感通过第二放大电路、第二AD采集电路连接处理器电路的PB端口；

所述电磁流速传感器通过第三放大电路、第三AD采集电路连接处理器电路的PD端口；

所述数字压力水位传感器通过IIC接口连接处理器电路的PA8和PC9端口；所述处理器电路还连接有通信电路、存储电路、电源电路、JTAG电路、BOOT电路以及复位电路。

2.根据权利要求1所述的一种双流速流量计，其特征在于，所述水位传感器采用US0072型传感器，所述第一放大电路包括由LM324芯片组成的两相级放大电路，第一AD采集电路包括ADS1213型芯片。

3.根据权利要求1所述的一种双流速流量计，其特征在于，所述多普勒流速传感采用US0078型传感器，所述第二放大电路包括LM324芯片组成的带电压参考放大电路，第二AD采集电路包括ADS1213型芯片。

4.根据权利要求1所述的一种双流速流量计，其特征在于，所述电磁流速传感器采用HY-DCB型传感器，所述第三放大电路包括LM324芯片组成的差分放大电路，第三AD采集电路包括ADS1213型芯片。

5.根据权利要求1所述的一种双流速流量计，其特征在于，所述电源电路包括MP1484芯片电路和AMS1117-3.3芯片电路，所述MP1484芯片电路用于将12V电源转换成5V电源，所述AMS1117-3.3芯片电路用于将5V电源转换成3.3V电源。

6.根据权利要求1所述的一种双流速流量计，其特征在于，还包括安装电路和传感器用的壳体（1），所述壳体（1）的背面安装有防水接头（2），壳体（1）的底部安装有底盖（3），壳体（1）的正面为斜面结构（101），斜面结构（101）上对称布置有多普勒流速传感器（4），壳体（1）的顶部平面上布置有电导率传感器（5）和数字压力水位传感器（6），壳体（1）的两侧安装有电磁流速电极（7），壳体（1）内部形成密封腔（102），密封腔（102）的后部布置有电磁线圈（8），电磁线圈（8）电连接电磁流速电极（7），底盖（3）与壳体（1）之间设置有密封圈（301），底盖（3）上设置有导水滤孔（302），导水滤孔（302）的内部安装有水位传感器（9）。

7.根据权利要求6所述的一种双流速流量计，其特征在于，所述密封腔（102）的顶部布置有主控电路板（10）。

8.根据权利要求6所述的一种双流速流量计，其特征在于，密封腔（102）的内部填充有防水环氧树脂（11）。