CN219799782U - 一种流速计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种流速计，包括：雷达传感器、数据采集处理模块、通讯模块、MCU控制芯片和加速度传感器，数据采集处理模块包含依次连接的滤波电路、跟随电路、整流电路、放大电路、A/D转换电路，雷达传感器通过数据采集处理模块连接MCU控制芯片，通讯模块和加速度传感器连接MCU控制芯片，加速度传感器，用于获取流速计的角度数据；MCU控制芯片，连接A/D转换电路输出端和加速度传感器，MCU控制芯片对A/D转换电路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，获得液体的流速数据。本实用新型的流速计通过雷达传感器检测可以实现非接触式实时测量，连续观测流速数据，可以精准测量，无需水下接触，减少对流速计的损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及流速测量技术领域，具体涉及为一种流速计。
背景技术
流速计可以为水文监测、江河流量监测、农业灌溉、市政给排水、工业污水等行业明渠流速/流量测量进行测量，流速计是一种测量仪表，可以对测量出中小河流、大江大河水流流速进行测量，以及渠道、管道等液体的流速进行监测。现有的流速计如超声波流速计的声速受水流中气泡或杂音影响，容易影响测量精度；如旋桨式流速计需要置于液体中，不能实现非接触测量。
为此，提供一种流速计，可以非接触测量流速。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种流速计，以解决上述需要接触液体测量的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种流速计，其特征在于，包含：雷达传感器、数据采集处理模块、通讯模块、MCU控制芯片和加速度传感器，数据采集处理模块包含依次连接的滤波电路、跟随电路、整流电路、放大电路、A/D转换电路，雷达传感器通过数据采集处理模块连接MCU控制芯片，通讯模块和加速度传感器连接MCU控制芯片，其中，
雷达传感器，用于获取液体的流速信号；滤波电路，其输入端连接雷达传感器输出端，用于滤除流速信号中的干扰信号；跟随电路，用于对流速信号进行跟随；整流电路，用于对流速信号进行整流；放大电路，用于放大流速信号；A/D转换电路，用于对流速信号进行A/D转换；加速度传感器，用于获取流速计的角度数据；
MCU控制芯片，连接A/D转换电路输出端和加速度传感器，MCU控制芯片对A/D转换电路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，获得液体的流速数据。
进一步地，跟随电路包含运算放大器U1、三极管Q1、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R16；三极管Q1基极连接雷达传感器输出端，三极管Q1集电极连接VCC电源，三极管Q1发射极连接电阻R14后接地，三极管Q1发射极连接电阻R16接运算放大器U1正相输入端；运算放大器U1正相输入端连接电阻R12后接地，运算放大器U1反相输入端连接电阻R10后连接运算放大器U1输出端，电阻R13一端连接运算放大器U1输出端，另一端连接整流电路输入端。
进一步地，放大电路包含电阻R41、电阻R4、电阻R42、运算放大芯片U2、电容C4和电容C41；电阻R41的一端连接整流电路输出端，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；电阻R4的一端接地，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；电容C4的一端接地，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；运算放大芯片U2的反相输入端接VCC电源；电容C4的两端分别接运算放大芯片U2反相输入端和输出端；电阻R42的两端分别接运算放大芯片U2反相输入端和输出端；运算放大芯片U2输出端连接A/D转换电路输入端。
进一步地，滤波电路包含电阻R1、R2和电容C1，电阻R1的一端接雷达传感输出端，电阻R1另一端接跟随电路输入端，电阻R1另一端接电阻R2后接地，电阻R1另一端接电容C1后接地。
进一步地，运算放大芯片U2为ICL7650芯片。
进一步地，运算放大器U1为LM358芯片。
进一步地，A/D转换电路为A/D转换芯片，A/D转换芯片的型号为AD574A芯片。
进一步地，通讯模块为USB模块或WIFI无线模块或ZigBee无线模块。
进一步地，还包含显示模块，显示模块与连接MCU控制芯片。
进一步地，还包含警示模块，警示模块连接MCU控制芯片。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过流速计通过雷达传感器检测可以实现非接触式实时测量，连续观测流速数据，测量精度较高，无需水下接触，减少对流速计的损耗，且体积小巧，安装方便。
附图说明
图1为本实用新型的实施例的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例的滤波电路电路图；
图3为本实用新型的实施例的跟随电路电路图；
图4为本实用新型的实施例的放大电路图。
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。
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：提供一种流速计，其特征在于，包含：雷达传感器、数据采集处理模块、通讯模块、MCU控制芯片和加速度传感器，数据采集处理模块包含依次连接的滤波电路、跟随电路、整流电路、放大电路、A/D转换电路，雷达传感器通过数据采集处理模块连接MCU控制芯片，通讯模块和加速度传感器连接MCU控制芯片；其中，
雷达传感器，用于获取液体的流速信号；滤波电路，其输入端连接雷达传感器输出端，用于滤除流速信号中的干扰信号；跟随电路，用于对流速信号进行跟随；整流电路，用于对流速信号进行整流；放大电路，用于放大流速信号；A/D转换电路，用于对流速信号进行A/D转换；加速度传感器，用于获取流速计的角度数据；
MCU控制芯片，连接A/D转换电路输出端和加速度传感器，MCU控制芯片对A/D转换电路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，获得液体的流速数据。
在雷达传感器的雷达波束覆盖范围下，可以人为调节雷达传感器发射频率，通过反射回来的雷达波束，雷达传感器获得监测范围内液体的流速信号，数据采集处理模块对雷达传感器采集的流速信号进行处理，并将处理后的流速信号发送至MCU控制芯片，加速度传感器可以实时获取所述流速计的角度数据(例如：倾斜角度)，MCU控制芯片对数据采集处理模块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流速计的角度数据以及所述数据存储器存储的测量参数，计算获得所述监测范围内液体的流速数据，通过采用加速度传感器可以实现流速计的角度自动校准的功能，当流速计的角度改变时，MCU控制芯片可以结合所述加速度传感器传输的流速计的角度数据，对流速数据进行校正。本实用新型的流速计通过雷达传感器检测可以实现非接触式实时测量，连续观测流速数据，可以精准测量，无需水下接触，减少对流速计的损耗，且体积小巧，安装方便。
进一步地，滤波电路包含电阻R1、R2和电容C1，电阻R1的一端接雷达传感输出端，电阻R1另一端接跟随电路输入端，电阻R1另一端接电阻R2后接地，电阻R1另一端接电容C1后接地。滤波电路输入端连接雷达传感输出端，滤波电路输出端连接跟随电路输入端，滤波电路可以进行信号滤除。
进一步地，跟随电路包含运算放大器U1、三极管Q1、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R16；三极管Q1基极连接雷达传感器输出端，三极管Q1集电极连接VCC电源，三极管Q1发射极连接电阻R14后接地，三极管Q1发射极连接电阻R16接运算放大器U1正相输入端；运算放大器U1正相输入端连接电阻R12后接地，运算放大器U1反相输入端连接电阻R10后连接运算放大器U1输出端，电阻R13一端连接运算放大器U1输出端，另一端连接整流电路输入端。跟随电路输出端连接整流电路输入端，跟随电路用于减小对信号检测的影响。
进一步地，整流电路包含二极管D1，二极管D1正极接跟随电路输出端，二极管D1负极接放大电路输出端，整流电路也可以是别的电子元器件组成的整流电路。整流电路输出端连接放大电路输入端，整流电路可以将交流电转换成单向脉动性直流电，整流电路将交流信号转变成直流信号，增强抗干扰能力。
进一步地，放大电路包含电阻R41、电阻R4、电阻R42、运算放大芯片U2、电容C4和电容C41；电阻R41的一端连接整流电路输出端，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；电阻R4的一端接地，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；电容C4的一端接地，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；运算放大芯片U2的反相输入端接VCC电源；电容C4的两端分别接运算放大芯片U2反相输入端和输出端；电阻R42的两端分别接运算放大芯片U2反相输入端和输出端；运算放大芯片U2输出端连接A/D转换电路输入端；放大电路输出端连接A/D转换电路输入端，运算放大芯片U2将信号放大，能够更加精确的检测到数据的微小变化。
进一步地，电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R16的阻值均为10k。
进一步地，运算放大器U1为LM358芯片。
进一步地，运算放大芯片U2为ICL7650芯片。ICL7650芯片为精度较高的芯片，可以保证数据的精度进而实现高精度测量。
进一步地，A/D转换电路为A/D转换芯片，A/D转换芯片的型号为AD574A芯片。
进一步地，通讯模块为USB模块或WIFI无线模块或ZigBee无线模块，外部设备可以包括监控平台、平板电脑、笔记本电脑等终端设备，可以将MCU控制芯片获得的流速数据传输或者发送给外部电脑。还包括数据存储器，所述数据存储器与连接MCU控制芯片。还包含电源，电源为本申请各个部件提供工作电源。
进一步地，还包含显示模块，显示模块与连接MCU控制芯片，显示模块用于显示流速。
进一步地，还包含警示模块，警示模块连接MCU控制芯片，当MCU控制芯片测量的流速值超过预设值时，警示模块工作提醒工作人员，警示模块为蜂鸣器和/或LED告警灯。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种流速计，其特征在于，包含：雷达传感器、数据采集处理模块、通讯模块、MCU控制芯片和加速度传感器，数据采集处理模块包含依次连接的滤波电路、跟随电路、整流电路、放大电路、A/D转换电路，雷达传感器通过数据采集处理模块连接MCU控制芯片，通讯模块和加速度传感器连接MCU控制芯片，其中，
雷达传感器，用于获取液体的流速信号；滤波电路，其输入端连接雷达传感器输出端，用于滤除流速信号中的干扰信号；跟随电路，用于对流速信号进行跟随；整流电路，用于对流速信号进行整流；放大电路，用于放大流速信号；A/D转换电路，用于对流速信号进行A/D转换；加速度传感器，用于获取流速计的角度数据；
MCU控制芯片，连接A/D转换电路输出端和加速度传感器，MCU控制芯片对A/D转换电路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：跟随电路包含运算放大器U1、三极管Q1、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R16；三极管Q1基极连接雷达传感器输出端，三极管Q1集电极连接VCC电源，三极管Q1发射极连接电阻R14后接地，三极管Q1发射极连接电阻R16接运算放大器U1正相输入端；运算放大器U1正相输入端连接电阻R12后接地，运算放大器U1反相输入端连接电阻R10后连接运算放大器U1输出端，电阻R13一端连接运算放大器U1输出端，另一端连接整流电路输入端。
3.根据权利要求1或2所述的流速计，其特征在于：放大电路包含电阻R41、电阻R4、电阻R42、运算放大芯片U2、电容C4和电容C41；电阻R41的一端连接整流电路输出端，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；电阻R4的一端接地，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；电容C4的一端接地，另一端接运算放大芯片U2正相输入端；运算放大芯片U2的反相输入端接VCC电源；电容C4的两端分别接运算放大芯片U2反相输入端和输出端；电阻R42的两端分别接运算放大芯片U2反相输入端和输出端；运算放大芯片U2输出端连接A/D转换电路输入端。
4.根据权利要求3所述的流速计，其特征在于：滤波电路包含电阻R1、R2和电容C1，电阻R1的一端接雷达传感输出端，电阻R1另一端接跟随电路输入端，电阻R1另一端接电阻R2后接地，电阻R1另一端接电容C1后接地。
5.根据权利要求3所述的流速计，其特征在于：运算放大芯片U2为ICL7650芯片。
6.根据权利要求3所述的流速计，其特征在于：运算放大器U1为LM358芯片。
7.根据权利要求2所述的流速计，其特征在于：A/D转换电路为A/D转换芯片，A/D转换芯片的型号为AD574A芯片。
8.根据权利要求3所述的流速计，其特征在于：通讯模块为USB模块或WIFI无线模块或ZigBee无线模块。
9.根据权利要求3所述的流速计，其特征在于：还包含显示模块，显示模块与连接MCU控制芯片。
10.根据权利要求3所述的流速计，其特征在于：还包含警示模块，警示模块连接MCU控制芯片。
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