[實(shí)用新型]一種多普勒超聲波測(cè)流系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920129744.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN209230613U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉高軍;陳鵬;楊虎;孫壯壯;王浩宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢德希科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C13/00
• 分類號(hào): G01C13/00;G01P5/24;G01B17/00;G01D21/02
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42258
• 代理人: 沙莎

本實(shí)用新型公開了一種多普勒超聲波測(cè)流系統(tǒng)，包括無人船、遠(yuǎn)程操控端，所述無人船上設(shè)置有依次相連的動(dòng)力裝置、測(cè)流裝置、控制器、通訊裝置，所述遠(yuǎn)程操控端與通訊裝置進(jìn)行無線連接，所述測(cè)流裝置包括高精度GNSS RTK模塊、多普勒超聲波流速測(cè)量模塊、超聲波測(cè)深模塊,通過測(cè)流裝置實(shí)時(shí)獲取無人船在當(dāng)前河道中測(cè)流點(diǎn)所對(duì)應(yīng)坐標(biāo)、流體流速及測(cè)流點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水深，通過處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算獲得待測(cè)河道剖面的若干河道剖面流量，并通過處理器將所述若干河道剖面流量進(jìn)行相加得到整個(gè)河道剖面總流量，可有效解決傳統(tǒng)作業(yè)方式效率低下，受地形環(huán)境等因素限制較大的情況，同時(shí)也解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法進(jìn)行多垂線測(cè)流量的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多普勒超聲波測(cè)流系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前我國水利水文系統(tǒng)測(cè)流主要使用的是傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)子流速儀，由于轉(zhuǎn)子流速儀是靠水流推動(dòng)葉片(或旋杯)傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)從而按一定的關(guān)系輸出脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行換算得出流速值的，但當(dāng)水流推動(dòng)傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)也破壞了自然流場(chǎng)的型態(tài)，所以此類流速儀測(cè)得的不是自然流場(chǎng)的流速值，影響了測(cè)量精度。當(dāng)流速太小推力不足于推動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就無法測(cè)量，所以無法測(cè)弱流。由于傳感器是轉(zhuǎn)動(dòng)部件決定了其懼怕泥沙堵塞和水草漂浮物纏繞，會(huì)影響測(cè)量精度甚至無法測(cè)量，懼怕碰撞，容易變形，測(cè)量線性較差。

隨著科技的發(fā)展，在水下流速測(cè)量的項(xiàng)目中，傳統(tǒng)作業(yè)主要以人工使用RTK、租船、皮劃艇的方式完成項(xiàng)目。淺灘區(qū)域常常通過人工帶著RTK的方式作業(yè)，但是下水測(cè)量較為危險(xiǎn)并且作業(yè)時(shí)間較長；對(duì)于皮劃艇，水上設(shè)備難以固定，故此精度的要求常常使作業(yè)者頭疼；而在租船上，每次測(cè)前的準(zhǔn)備時(shí)間通常會(huì)花費(fèi)2-3小時(shí)之久，租船和養(yǎng)船的費(fèi)用相對(duì)較高，有些特殊區(qū)域就連找船也是個(gè)問題。所以，其實(shí)傳統(tǒng)方式很難滿足項(xiàng)目工期要求和作業(yè)要求。

傳統(tǒng)的多普勒超聲波流速只能測(cè)量一個(gè)流速點(diǎn)，且只能單個(gè)垂線測(cè)量，對(duì)于較寬的河道一般選用進(jìn)口ADCP，成本頗高，并且使用復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提出一種多普勒超聲波測(cè)流系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中人工劃船測(cè)流的危險(xiǎn)性、麻煩性，同時(shí)也解決了較寬河道的多垂線流量測(cè)量的難題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種多普勒超聲波測(cè)流系統(tǒng)，包括無人船、遠(yuǎn)程操控端，所述無人船上設(shè)置有動(dòng)力裝置、測(cè)流裝置、控制器、通訊裝置，所述動(dòng)力裝置和控制器分別設(shè)置在無人船船體內(nèi)部，所述通訊裝置設(shè)置在無人船上表面，所述測(cè)流裝置包括設(shè)置在無人船上表面的高精度GNSSRTK模塊，以及設(shè)置在無人船底部的多普勒超聲波流速測(cè)量模塊和超聲波測(cè)深模塊,所述控制器分別連接所述動(dòng)力裝置、測(cè)流裝置、通訊裝置，所述遠(yuǎn)程操控端與通訊裝置進(jìn)行無線連接。

進(jìn)一步的，所述動(dòng)力裝置包括推進(jìn)器、電子調(diào)速器，所述電子調(diào)速器與所述推進(jìn)器電連接，所述電子調(diào)速器控制所述推進(jìn)器的啟停、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

進(jìn)一步的，所述高精度GNSS RTK模塊包括FPGA芯片、衛(wèi)星接收機(jī)芯片、ARM芯片以及RTK處理器，所述FPGA芯片根據(jù)衛(wèi)星接收機(jī)芯片傳輸?shù)碾娦盘?hào)來對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤捕獲以得到衛(wèi)星信息；所述ARM芯片根據(jù)FPGA芯片跟蹤捕獲解調(diào)出來的衛(wèi)星信息進(jìn)行處理后得到定位結(jié)果信息，將處理得到的定位結(jié)果信息返回給FPGA芯片；所述RTK處理器用于接收FPGA芯片傳輸?shù)亩ㄎ唤Y(jié)果信息。

進(jìn)一步的，在本實(shí)用新型中，所述高精度GNSS RTK模塊用于無人船在河道中進(jìn)行測(cè)流工作時(shí)對(duì)當(dāng)前測(cè)流點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)定位。

進(jìn)一步的，所述多普勒超聲波流速測(cè)量模塊通過多普勒法測(cè)量流速的原理來測(cè)量當(dāng)前流體的流速。

進(jìn)一步的，所述超聲波測(cè)深模塊用于測(cè)量當(dāng)前測(cè)流點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的水深。

進(jìn)一步的，所述通訊裝置可以接收所述通訊裝置可以接收有線通訊信號(hào)或無線通訊信號(hào)。