CN219301704U - 一种多普勒超声波在线流量监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多普勒超声波在线流量监测系统，具体涉及流量测量仪表技术领域，包括多普勒超声波流量计主机，所述多普勒超声波流量计主机一侧通过电缆线连接有探头壳体，本实用新型中多普勒超声波流量计采用了两种上位机系统，一个是无线数据传输，无线上传的使用使其避免了冗杂的线缆困扰，无线传输的覆盖面广。另一种上位机系统是数据的本地显示，数据显示更直观，主机操作界面友好，能够实现流速、水位、温度的监控，能满足不同场合的使用要求，现场测量方便快捷；通过连接座、限位块、推板、弹簧、推块和导杆的使用，方便对探头壳体与多普勒超声波流量计主机连接，使其方便携带。

Description

一种多普勒超声波在线流量监测系统

技术领域

本实用新型涉及流量测量仪表技术领域，具体为一种多普勒超声波在线流量监测系统。

背景技术

流量是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，又称瞬时流量。当流体量以体积表示时称为体积流量；当流体量以质量表示时称为质量流量。单位时间内流过某一段管道的流体的体积，称为该横截面的体积流量。简称为流量。而对水流量的在线监测，普遍是在水资源内设有超声波流量计和水位传感器，且超声波流量计和水位传感器均同单片机相连，所述单片机经由4G模块发出的信号与远程的存放装置信号连接；而存放装置又往往与查询平台信号连接。在进行流量监测时会利用到多普勒超声波流量计；多普勒超声波流量计是利用多普勒频移物理原理来测量水流速度的。因此多普勒超声波流量计正适合测量含固体颗粒或气泡的流体，不适合测量纯净水，主要应用于城市排水管网(雨水管、污水管、雨污合流管)、河渠流量在线自动监测中，用于采集管道、河渠等的流量、流速和液位等信息，为排水管网流量模拟及验证、洪涝模拟、排水管网养护、河流水文监测及灌溉信息化等提供精确的数据信息现有的大部分流量计通过监测液位和流速，根据断面形状和时间长度，推算出瞬时流量和累计流量，同时还可以检测出测量的深度，通过压力传感器来检测水压，从而通过水压的大小来计算出流量计处于的深度。

公开号为CN104407171A一种超声波多普勒流向流速仪，由探头、电缆、水面主机组成；所述的探头通过电缆与水面主机连接，将水下信号输送到水面主机上。所述的探头包括两个换能器、管体、导流头、尾翼、旋吊转子连接器和电路板；所述的导流头固定在管体的前端，尾翼固定在管体的后端，使得管体内腔形成一个密闭的空间，旋吊转子连接器的下端铰接在管体顶面，两个换能器斜向安装在管体前端的两侧，换能器的纵轴线与管体纵轴线形成夹角θ，电路板安装在管体内。由于本发明具有一对分左右布置在探头管体的前方换能器，与管体成一定夹角，用超声波探测流速，测量点在仪器机体前方，不破坏流场，流速采样数据准确。现有的上述的超声波多普勒流速仪显示界面复杂、操作繁琐、输出方式单一，布线繁琐，供电不便。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种一种多普勒超声波在线流量监测系统，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多普勒超声波在线流量监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种多普勒超声波在线流量监测系统，包括多普勒超声波流量计主机，所述多普勒超声波流量计主机一侧通过电缆线连接有探头壳体，所述探头壳体内设有电路板，所述探头壳体内对称设有若干卡块，且若干所述卡块分别与电路板的四角相连接，所述电路板与电缆线相连接，所述探头壳体一端分别对称嵌设安装有换能器一和换能器二，所述探头壳体一侧底部对称嵌设安装有压力传感器和水温传感器，且所述压力传感器和水温传感器位于换能器一和换能器二的正下方，所述探头壳体的外出对称设有固定条，所述多普勒超声波流量计主机一侧对称设有连接座。

进一步的，所述连接座相对内侧壁开设有放置槽，所述放置槽内上部设有限位块，所述连接座内部开设有腔室，且腔室与限位块相对应，所述限位块一端插入腔室内并连接有推板，所述推板外侧壁与腔室内壁相贴合，所述腔室内设有弹簧，且所述弹簧位于推板远离限位块一侧，以便将探头壳体安装放置在多普勒超声波流量计主机一侧，方便携带。

进一步的，所述连接座顶部开设有与腔室相连通的滑槽，所述滑槽内设有推块，且推块下端与推板固定连接，以便通过推块对推板施力，从而带动限位块移动从而使得限位块移至一侧解决对探头壳体的限制固定。

进一步的，所述滑槽内设有导杆，且导杆两端分别与滑槽内壁固定连接，所述推块上端套设在导杆外侧，以便对推块进行导向。

进一步的，所述换能器一为超声波发射传感器，所述换能器二为超声波接收传感器，所述换能器一和换能器二分别与电路板电性连接，所述压力传感器和水温传感器分别与电路板电性连接，以便对其进行流速、水位和水温进行监测。

进一步的，所述限位块为直角梯形结构，且所述限位块与固定条相适配，所述限位块与推板固定连接，所述弹簧两端分别与推板和腔室内壁固定连接，以便在进行安装探头壳体时，使得固定条挤压推动限位块的斜面，从而使得限位块进入到腔室内，即可完成探头壳体的安装，使其便捷安装。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

1、本实用新型中多普勒超声波流量计采用了两种上位机系统，一个是无线数据传输，无线上传的使用使其避免了冗杂的线缆困扰，无线传输的覆盖面广，只要有手机有信号的地方都可实现无线信号传输，并且通过后台系统，可实现数据的实时监控，有自己的数据库，可实现数据的随时查询。另一种上位机系统是数据的本地显示，数据显示更直观，主机操作界面友好，可根据实际渠道来设置参数，实现流速、水位、温度的监控，设置好渠道类型和参数后，还可以计算出流量，并且实现瞬时流量的数字量上传，实现本地显示和远程传输，能满足不同场合的使用要求，现场测量方便快捷；

2、本实用新型通过连接座、限位块、推板、弹簧、推块和导杆的使用，方便对探头壳体与多普勒超声波流量计主机连接，使其方便携带。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型探头壳体的局部剖面结构示意图；

图3是本实用新型的探头壳体的局部侧剖结构示意图；

图4是本实用新型连接座的剖面结构示意图；

图5是本实用新型连接座的结构示意图；

图中：1、多普勒超声波流量计主机；2、电缆线；3、探头壳体；4、固定条；5、电路板；6、换能器一；7、换能器二；8、压力传感器；9、水温传感器；10、卡块；11、连接座；12、限位块；13、腔室；14、推板；15、弹簧；16、滑槽；17、推块；18、导杆。

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。

如图1－图5所示的一种多普勒超声波在线流量监测系统，包括多普勒超声波流量计主机1，多普勒超声波流量计主机1一侧通过电缆线2连接有探头壳体3，探头壳体3内设有电路板5，探头壳体3内对称设有若干卡块10，且若干卡块10分别与电路板5的四角相连接，电路板5与电缆线2相连接，探头壳体3一端分别对称嵌设安装有换能器一6和换能器二7，探头壳体3一侧底部对称嵌设安装有压力传感器8和水温传感器9，且压力传感器8和水温传感器9位于换能器一6和换能器二7的正下方，探头壳体3的外出对称设有固定条4，多普勒超声波流量计主机1一侧对称设有连接座11，本示例中，通过采用超声波多普勒原理测量流速，超声波时差法或静压法测量水位，并且通过设定截面计算流量，从而实现在线监测水域的流速、水位、温度、瞬时流量、累计流量。

本示例中，连接座11相对内侧壁开设有放置槽，放置槽内上部设有限位块12，连接座11内部开设有腔室13，且腔室13与限位块12相对应，限位块12一端插入腔室13内并连接有推板14，推板14外侧壁与腔室13内壁相贴合，腔室13内设有弹簧15，且弹簧15位于推板14远离限位块12一侧，以便将探头壳体3安装放置在多普勒超声波流量计主机1一侧，方便携带。

本示例中，连接座11顶部开设有与腔室13相连通的滑槽16，滑槽16内设有推块17，且推块17下端与推板14固定连接，以便通过推块17对推板14施力，从而带动限位块12移动从而使得限位块12移至一侧解决对探头壳体3的限制固定。

本示例中，滑槽16内设有导杆18，且导杆18两端分别与滑槽16内壁固定连接，推块17上端套设在导杆18外侧，以便对推块17进行导向。

本示例中，换能器一6为超声波发射传感器，换能器二7为超声波接收传感器，换能器一6和换能器二7分别与电路板5电性连接，压力传感器8和水温传感器9分别与电路板5电性连接，以便对其进行流速、水位和水温进行监测。

本示例中，限位块12为直角梯形结构，且限位块12与固定条4相适配，限位块12与推板14固定连接，弹簧15两端分别与推板14和腔室13内壁固定连接，以便在进行安装探头壳体3时，使得固定条4挤压推动限位块12的斜面，从而使得限位块12进入到腔室13内，即可完成探头壳体3的安装，使其便捷安装。

本实用新型的工作原理：使用时，通过换能器一6发射超声波，使得声波在水中传播时碰到水中的浮游生物等细小颗粒时会产生声散射，而一部分声散射会被换能器二7接收，之后传送到电路板5进而输送到多普勒超声波流量计主机1，通过其内设有的流速信号处理模块进行信号处理、运算，进而计算出流速值并进行显示、存储、远传。同理在测量水温、深度的参数测量，通过启动压力传感器8和水温传感器9进行对水压和水温度进行相应检测，通过水压进行计算出流量计的水位深度，测量到的参数信号至多普勒超声波流量计主机1内经过多普勒超声波流量计主机1设有的温度信号处理模块和水位信号处理模块进行相应的处理之后在显示在多普勒超声波流量计主机1显示屏上以供观看；多普勒超声波流量计采用了两种上位机系统，一个是无线数据传输，无线上传的使用使其避免了冗杂的线缆困扰，无线传输的覆盖面广，只要有手机有信号的地方都可实现无线信号传输，并且通过后台系统，可实现数据的实时监控，有自己的数据库，可实现数据的随时查询。另一种上位机系统是数据的本地显示，数据显示更直观，主机操作界面友好，可根据实际渠道来设置参数，实现流速、水位、温度的监控，设置好渠道类型和参数后，还可以计算出流量，并且实现瞬时流量的数字量上传，实现本地显示和远程传输，能满足不同场合的使用要求，现场测量方便快捷；而通过将探头壳体3带动固定条4卡入两连接座11之间时，通过固定条4底部与限位块12一端上的斜面进行挤压推动限位块12，从而使得限位块12推动推板14，使得推板14挤压弹簧15，同时推板14会带动推块17，使得推块17在滑槽16内并沿着导杆18进行滑动，直至限位块12位于放置槽内一端移至放置槽外后，即可将探头壳体3连带固定条4卡入两连接座11之间的放置槽内，直至探头壳体3上部的固定条4移入放置槽内限位块12底部后，推板14会在弹簧15的弹力作用下进行复位运动，从而使得推板14带动推块17并推动限位块12进行复位运动，使得限位块12移至固定条4顶部，从而实现对其的限制固定，从而使得探头壳体3安装在多普勒超声波流量计主机1一侧，使其方便携带，使用更加的方便。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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 (6)

1.一种多普勒超声波在线流量监测系统，包括多普勒超声波流量计主机(1)，其特征在于：所述多普勒超声波流量计主机(1)一侧通过电缆线(2)连接有探头壳体(3)，所述探头壳体(3)内设有电路板(5)，所述探头壳体(3)内对称设有若干卡块(10)，且若干所述卡块(10)分别与电路板(5)的四角相连接，所述电路板(5)与电缆线(2)相连接，所述探头壳体(3)一端分别对称嵌设安装有换能器一(6)和换能器二(7)，所述探头壳体(3)一侧底部对称嵌设安装有压力传感器(8)和水温传感器(9)，且所述压力传感器(8)和水温传感器(9)位于换能器一(6)和换能器二(7)的正下方，所述探头壳体(3)的外出对称设有固定条(4)，所述多普勒超声波流量计主机(1)一侧对称设有连接座(11)。

2.根据权利要求1所述的一种多普勒超声波在线流量监测系统，其特征在于：所述连接座(11)相对内侧壁开设有放置槽，所述放置槽内上部设有限位块(12)，所述连接座(11)内部开设有腔室(13)，且腔室(13)与限位块(12)相对应，所述限位块(12)一端插入腔室(13)内并连接有推板(14)，所述推板(14)外侧壁与腔室(13)内壁相贴合，所述腔室(13)内设有弹簧(15)，且所述弹簧(15)位于推板(14)远离限位块(12)一侧。

3.根据权利要求2所述的一种多普勒超声波在线流量监测系统，其特征在于：所述连接座(11)顶部开设有与腔室(13)相连通的滑槽(16)，所述滑槽(16)内设有推块(17)，且推块(17)下端与推板(14)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种多普勒超声波在线流量监测系统，其特征在于：所述滑槽(16)内设有导杆(18)，且导杆(18)两端分别与滑槽(16)内壁固定连接，所述推块(17)上端套设在导杆(18)外侧。

5.根据权利要求1所述的一种多普勒超声波在线流量监测系统，其特征在于：所述换能器一(6)为超声波发射传感器，所述换能器二(7)为超声波接收传感器，所述换能器一(6)和换能器二(7)分别与电路板(5)电性连接，所述压力传感器(8)和水温传感器(9)分别与电路板(5)电性连接。

6.根据权利要求2所述的一种多普勒超声波在线流量监测系统，其特征在于：所述限位块(12)为直角梯形结构，且所述限位块(12)与固定条(4)相适配，所述限位块(12)与推板(14)固定连接，所述弹簧(15)两端分别与推板(14)和腔室(13)内壁固定连接。

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