CN219869847U - 具有无线通讯功能的水下计量球 - Google Patents

Abstract

本实用新型具有无线通讯功能的水下计量球，降噪处理电路接收计量球检测的水流量信号，经噪声信号频率的陷波、可控移相或跟随器跟随，之后进入差分电路，抵消共模噪声、噪声信号，放大差动的水流量信号进入可调放大电路，可调放大的倍数由噪声信号幅度控制，噪声检测电路接收噪声信号，一路经放大、半波整流，之后经反馈到差分电路用于抵消噪声，并反馈到放大电路用于控制放大，避免因幅度过小被噪声信号淹没，另一路经调谐网络调谐，二极管检波、滤波后电压低，三极管Q2导通输出电压反馈到移相电路，实现移相，并通过二极管D2降压反馈到单结管Q1的发射极，调节流量信号的陷波频率，减小受到动态水流、噪声干扰。

Description

具有无线通讯功能的水下计量球

技术领域

本实用新型属于水计量技术领域，尤其涉及具有无线通讯功能的水下计量球。

背景技术

现有技术采用球形的流量计也即计量球动态测量水下的水流量，进第一微处理器调理、处理后，通过发射换能器实现水下声波传输，水面接收换能器接收声波信号转换为电信号，进入第二微处理器，由第二微处理器通过无线通讯模块远程传输到监测终端，能实现移动性、实时监测性较好的远程监测，但通过发射换能器水下声波传输时，经远距离传播，受到动态水流、噪声干扰，若不进行信号预先处理，水面接收换能器从众多电磁波和噪声中检测、恢复会失真。

因此，需提供具有无线通讯功能的水下计量球，解决以上问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供具有无线通讯功能的水下计量球，有效的解决了远距离传播，受到动态水流、噪声干扰，若不进行信号预先处理，水面接收换能器从众多电磁波和噪声中检测、恢复会失真的问题。

其技术方案是，包括流量传感器、第一微处理器、发射换能器、接收换能器、第二微处理器、无线通讯模块、监测终端，所述流量传感器检测的水流量信号进入第一微处理器，第一微处理器处理后加到发射换能器上将电信号转换为声波传输，接收换能器接收声波信号转换为电信号，进入第二微处理器，第二微处理器通过无线通讯模块远程传输到监测终端，所述第一微处理器包括降噪处理电路、可调放大电路、噪声检测电路，所述降噪处理电路连接可调放大电路，噪声检测电路分别连接降噪处理电路、可调放大电路；

所述噪声检测电路包括电容C8、电容C12，电容C8的一端、电容C12的一端连接噪声信号，电容C8的另一端分别连接接地电阻R10的一端、场效应管T1的源极，场效应管T1的漏极分别连接接地电阻R12的一端、接地电容C9的一端，场效应管T1的栅极分别连接电阻R11的一端、电容C11的一端，电阻R11的另一端和电容C10的一端连接电源+5V，电容C10的另一端连接地，电容C11的另一端分别连接二极管D4的负极、二极管D3的正极、运算放大器AR2的反相输入端，二极管D4的正极连接地，二极管D3的负极连接单结管Q2的发射极，电容C12的另一端分别连接电容C13的一端、变压器T1初级线圈一端，电容C13的另一端分别连接变压器T1初级线圈另一端、接地电容C14的一端，变压器T1次级线圈的一端连接二极管D1的正极、变压器T1次级线圈的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极分别连接二极管D2的负极、接地电阻R13的一端、接地电容C15的一端、电感L1的一端，电感L1的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接电源+VCC，三极管Q2的集电极分别连接电阻R14的一端、二极管D5的负极、电位器RP1的可调端，电阻R14的另一端连接电源-VCC，二极管D5的正极连接单结管Q1的发射极。

本实用新型的有益效果：接收计量球检测的水流量信号，经可调陷波电路进行噪声信号频率的陷波，接收信号时避免噪声干扰，之后经可控移相或跟随器跟随，避免传输中同频同相的噪声干扰，之后进入差分电路，抵消共模噪声、噪声信号，放大差动的水流量信号进入可调放大电路进行放大，其中可调放大的倍数由加到单结管Q2发射极的噪声信号幅度控制，以避免远距离传播被噪声淹没以及衰减，以此预先进行陷波、移相、放大处理，有利于水面接收换能器从众多电磁波和噪声中检测、恢复。

附图说明

图1是本实用新型电路原理图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下结合说明书附图1对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明。

具有无线通讯功能的水下计量球，包括流量传感器、第一微处理器、发射换能器、接收换能器、第二微处理器、无线通讯模块、监测终端，所述流量传感器检测的水流量信号进入第一微处理器，第一微处理器处理后加到发射换能器上将电信号转换为声波传输，接收换能器接收声波信号转换为电信号，进入第二微处理器，第二微处理器通过无线通讯模块远程传输到监测终端，所述第一微处理器包括降噪处理电路、可调放大电路、噪声检测电路，所述降噪处理电路连接可调放大电路，噪声检测电路分别连接降噪处理电路、可调放大电路；

所述噪声检测电路接收检测仪器/传感器（例如声音传感器、TZ-2KA型噪声传感器）输出的噪声信号，一路经电容C8耦合到场效应管T1、电容C9、电容C11、电阻R10-电阻R12组成的放大电路放大，再经二极管D4和二极管D5半波整流，之后经反馈到运算放大器AR2的反相输入端用于抵消噪声，并反馈到单结管Q2的发射极用于控制放大，避免因幅度过小被噪声信号淹没，另一路经电容C12加到电容C13、变压器T1初级线圈组成的调谐网络，调谐网络的频率为流量信号的频率，调谐时，二极管D1和D2检波，电阻R13和电容C15滤波后电压低，三极管Q2导通输出电压反馈到移相电路，实现移相，并通过二极管D2降压反馈到单结管Q1的发射极，调节流量信号的陷波频率，减小受到动态水流、噪声干扰，包括电容C8、电容C12，电容C8的一端、电容C12的一端连接噪声信号，电容C8的另一端分别连接接地电阻R10的一端、场效应管T1的源极，场效应管T1的漏极分别连接接地电阻R12的一端、接地电容C9的一端，场效应管T1的栅极分别连接电阻R11的一端、电容C11的一端，电阻R11的另一端和电容C10的一端连接电源+5V，电容C10的另一端连接地，电容C11的另一端分别连接二极管D4的负极、二极管D3的正极、运算放大器AR2的反相输入端，二极管D4的正极连接地，二极管D3的负极连接单结管Q2的发射极，电容C12的另一端分别连接电容C13的一端、变压器T1初级线圈一端，电容C13的另一端分别连接变压器T1初级线圈另一端、接地电容C14的一端，变压器T1次级线圈的一端连接二极管D1的正极、变压器T1次级线圈的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极分别连接二极管D2的负极、接地电阻R13的一端、接地电容C15的一端、电感L1的一端，电感L1的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接电源+VCC，三极管Q2的集电极分别连接电阻R14的一端、二极管D5的负极、电位器RP1的可调端，电阻R14的另一端连接电源-VCC，二极管D5的正极连接单结管Q1的发射极。

在上述技术方案的基础上，所述降噪处理电路接收计量球检测的水流量信号，经电阻R1-电阻R3、电容C1-电容C3、单结管Q1组成的可调陷波电路进行噪声信号频率的陷波，之后经电位器RP1、电容C4、运算放大器AR1组成的移相器可控移相，具体为，电位器RP1的可调端无接入信号时，电位器RP1、电容C4构成滤波器，运算放大器AR1为跟随器，电位器RP1的可调端有接入信号时，构成移相器实现移相，避免同频同相的噪声干扰，之后经电阻R4进入运算放大器AR2、电容C5-电容C7、电阻R5组成的差分电路，抵消共模噪声、噪声信号，放大差动的水流量信号进入可调放大电路，包括电阻R1、电容C1，电阻R1的一端、电容C1的一端连接接收换能器换能信号，电阻R1的另一端分别连接接地电容C2的一端、电阻R2的一端，电容C1的另一端分别连接接地电阻R3的一端、单结管Q1的第二基极、电容C3的一端，单结管Q1的第一基极连接地，电阻R2的另一端分别连接电容C3的另一端、电位器RP1的左端，电位器RP1的右端分别连接接地电容C4的一端、运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端和输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接接地电容C5的一端、电容C6的一端、运算放大器AR2的同相输入端、电阻R5的一端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电容C6的另一端、接地电容C7的一端，运算放大器AR2的输出端和电阻R5的另一端连接电阻R6的一端。

在上述技术方案的基础上，所述可调放大电路接收降噪处理后水流量信号，经运算放大器AR3、电阻R6-电阻R8、单结管Q2组成的可调放大电路进行放大，其中可调放大的倍数由加到单结管Q2发射极的噪声信号幅度控制，以避免远距离传播被噪声淹没以及衰减，以此预先处理，有利于水面接收换能器从众多电磁波和噪声中检测、恢复，包括电阻R6，电阻R6的一端连接运算放大器AR2的输出端，电阻R6的另一端分别连接运算放大器AR3的同相输入端、电阻R7的一端、单结管Q2的第一基极，电阻R7的另一端分别连接电阻R8的一端、单结管Q2的第二基极，运算放大器AR3的反相输入端连接地，运算放大器AR3的输出端分别连接电阻R9的一端、电阻R8的另一端，电阻R9的另一端连接发射换能器。

本实用新型的工作原理及使用流程：降噪处理电路接收计量球检测的水流量信号，经可调陷波电路进行噪声信号频率的陷波，接收信号时避免同频噪声干扰，之后经移相器可控移相或跟随器跟随，避免同频同相的噪声干扰，之后进入差分电路，抵消共模噪声、噪声信号，放大差动的水流量信号进入可调放大电路，可调放大电路接收降噪处理后水流量信号，经可调放大电路进行放大，其中可调放大的倍数由加到单结管Q2发射极的噪声信号幅度控制，以避免远距离传播被噪声淹没以及衰减，以此预先处理，有利于水面接收换能器从众多电磁波和噪声中检测、恢复，其中，陷波的频率、移相的可控、差分电路的噪声抵消、可控放大由噪声检测电路控制，具体为仪器/传感器输出的噪声信号，一路经放大电路放大，再经二极管半波整流，之后经反馈到运算放大器AR2的反相输入端用于抵消噪声，并反馈到单结管Q2的发射极用于控制放大，避免因幅度过小被噪声信号淹没，另一路经调谐网络，调谐网络的频率为流量信号的频率，调谐时，二极管检波、滤波后电压低，三极管Q2导通输出电压反馈到移相电路，实现移相，并通过二极管D2降压反馈到单结管Q1的发射极，调节流量信号的陷波频率，减小受到动态水流、噪声干扰。

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 (3)

1.具有无线通讯功能的水下计量球，包括流量传感器、第一微处理器、发射换能器、接收换能器、第二微处理器、无线通讯模块、监测终端，所述流量传感器检测的水流量信号进入第一微处理器，第一微处理器处理后加到发射换能器上将电信号转换为声波传输，接收换能器接收声波信号转换为电信号，进入第二微处理器，第二微处理器通过无线通讯模块远程传输到监测终端，其特征在于，所述第一微处理器包括降噪处理电路、可调放大电路、噪声检测电路，所述降噪处理电路连接可调放大电路，噪声检测电路分别连接降噪处理电路、可调放大电路；

所述噪声检测电路包括电容C8、电容C12，电容C8的一端、电容C12的一端连接噪声信号，电容C8的另一端分别连接接地电阻R10的一端、场效应管T1的源极，场效应管T1的漏极分别连接接地电阻R12的一端、接地电容C9的一端，场效应管T1的栅极分别连接电阻R11的一端、电容C11的一端，电阻R11的另一端和电容C10的一端连接电源+5V，电容C10的另一端连接地，电容C11的另一端分别连接二极管D4的负极、二极管D3的正极、运算放大器AR2的反相输入端，二极管D4的正极连接地，二极管D3的负极连接单结管Q2的发射极，电容C12的另一端分别连接电容C13的一端、变压器T1初级线圈一端，电容C13的另一端分别连接变压器T1初级线圈另一端、接地电容C14的一端，变压器T1次级线圈的一端连接二极管D1的正极、变压器T1次级线圈的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极分别连接二极管D2的负极、接地电阻R13的一端、接地电容C15的一端、电感L1的一端，电感L1的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极连接电源+VCC，三极管Q2的集电极分别连接电阻R14的一端、二极管D5的负极、电位器RP1的可调端，电阻R14的另一端连接电源-VCC，二极管D5的正极连接单结管Q1的发射极。

2.如权利要求1所述的具有无线通讯功能的水下计量球，其特征在于，所述降噪处理电路包括电阻R1、电容C1，电阻R1的一端、电容C1的一端连接接收换能器换能信号，电阻R1的另一端分别连接接地电容C2的一端、电阻R2的一端，电容C1的另一端分别连接接地电阻R3的一端、单结管Q1的第二基极、电容C3的一端，单结管Q1的第一基极连接地，电阻R2的另一端分别连接电容C3的另一端、电位器RP1的左端，电位器RP1的右端分别连接接地电容C4的一端、运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端和输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接接地电容C5的一端、电容C6的一端、运算放大器AR2的同相输入端、电阻R5的一端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接电容C6的另一端、接地电容C7的一端，运算放大器AR2的输出端和电阻R5的另一端连接电阻R6的一端。

3.如权利要求1所述的具有无线通讯功能的水下计量球，其特征在于，所述可调放大电路包括电阻R6，电阻R6的一端连接运算放大器AR2的输出端，电阻R6的另一端分别连接运算放大器AR3的同相输入端、电阻R7的一端、单结管Q2的第一基极，电阻R7的另一端分别连接电阻R8的一端、单结管Q2的第二基极，运算放大器AR3的反相输入端连接地，运算放大器AR3的输出端分别连接电阻R9的一端、电阻R8的另一端，电阻R9的另一端连接发射换能器。