[實用新型]一種聲學多普勒流速測量儀

有效

• 申請號: 201520417145.1
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN204789617U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 王三名;范寒柏;袁野;萬福海;苑文
• 申請（專利權）人: 王三名
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及一種流速測量儀，尤其是一種聲學多普勒流速測量儀，屬于水聲測量儀器技術領域。

背景技術

自從20世紀80年代，我國城市污水處理已經在各方面有了很大的進展，但是其形勢仍然極其嚴峻。我國目前淡水資源相當短缺,而且我國目前的水污染形勢較嚴峻,特別是城市污水的排放對地表水和地下水水質的影響非常突出。

但由于我國污水處理起步較晚、基礎較差，處理設施嚴重不足,城市排水管網普及率及管道收集率較低。現有的接觸式水流流速測量儀，按照水流速傳感器的不同有螺旋槳式和旋杯式等，其還存在著設計水平低、設備質量低、運行穩定性較差等諸多問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種聲學多普勒流速測量儀。

本實用新型所采取的技術方案是：

技術方案一：

一種聲學多普勒流速測量儀，包括發射模塊、接收模塊、控制電路、通信模塊、單片機；所述發射模塊的輸入端接所述單片機的相應輸出端，所述接收模塊與所述單片機雙向連接；所述控制電路的輸出端接所述單片機的相應輸入端；所述通信模塊與所述單片機雙向連接。

所述單片機為STM32F407。

所述發射模塊由電平轉換電路、H橋驅動電路、儲能電路和發射換能器組成；所述電平轉換電路的輸入端連接所述單片機的相應輸出端，其輸出端經所述H橋驅動電路連接所述換能電路的輸入端；所述儲能電路的輸出端連接所述H橋驅動電路的相應輸入端；所述發射換能器包括壓電陶瓷片。

所述接收模塊包括接收換能器、諧振放大電路、第一至第三可控增益放大器、混頻電路、第一至第二陶瓷濾波器和本振信號發生電路組成；所述接收換能器的輸出端依次經所述諧振放大電路、第一可控增益放大器、混頻電路、第一陶瓷濾波器、第二可控增益放大器、第二陶瓷濾波器、第三可控增益放大器接所述單片機的相應輸入端；所述本振信號發生電路的輸出端接所述混頻電路的相應輸入端；所述接收換能器包括壓電陶瓷片；所述諧振放大電路和第一可控增益放大器的中心頻率均為5MHz；所述第一陶瓷濾波器、第二可控增益放大器、第二陶瓷濾波器、第三可控增益放大器的中心頻率均為455KHz；所述本振信號發生電路輸出4.545MHz正弦信號。

所述的聲學多普勒流速測量儀，還包括用于測量水溫的溫度補償模塊，所述溫度補償模塊與單片機雙向連接；所述溫度補償模塊包括數字溫度傳感器。

所述數字溫度傳感器為DS18B20數字溫度傳感器。

所述的聲學多普勒流速測量儀，還包括壓力模塊，所述壓力模塊與所述單片機雙向連接。

所述的聲學多普勒流速測量儀，還包括電源模塊，所述電源模塊輸入+12v電壓，輸出+6v電源電壓、+5v電源電壓和+3.3v電源電壓；所述+6v電壓為所述發射模塊供電；所述+5v電源電壓為所述接收模塊供電，所述和+3.3v電源電壓為所述控制電路、溫度補償模塊、壓力模塊和單片機供電。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型通過自相關算法計算多普勒頻偏測量流速，對水體的粒子要求較低，測量范圍較寬，精確度較高。

2、本實用新型采用5MHz測量信號，對水中細微顆粒物更加敏感，測量精度更高。

3、本實用新型數據采集時間間隔為10s，數據采集更加，實時性更好。

4、本實用新型增加了溫度補償電路，對測量結果進行溫度補償，解決了聲波的傳播速度受到水溫影響的問題。

5、本實用新型增加了壓力電路，實現水深、溫度和流速的綜合測量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型實施例1的原理框圖；

圖2是本實用新型實施例1中發射模塊的原理框圖；

圖3是本實用新型實施例1中接收模塊的原理框圖；

圖4是本實用新型實施例2的流程圖。

具體實施方式

實施例：

如圖1所示，一種聲學多普勒流速測量儀，包括發射模塊、接收模塊、控制電路、通信模塊、單片機；所述發射模塊的輸入端接所述單片機的相應輸出端，所述接收模塊與所述單片機雙向連接；所述控制電路的輸出端接所述單片機的相應輸入端；所述通信模塊與所述單片機雙向連接。

所述單片機為STM32F407。