專利名稱：隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子與通信技術領域，涉及一種隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)。
背景技術：
目前，我國公路隧道建設與日俱增，隧道安全運營問題顯得越來越突出，隧道環(huán)境監(jiān)測與控制成為公路隧道安全運行的重要課題。通風系統(tǒng)是隧道行車安全的重要保障，而風速值是通風系統(tǒng)調(diào)整工作狀態(tài)的重要依據(jù)，隧道風速的實時檢測有著非常重要的意義。 一般隧道通風系統(tǒng)利用風速儀表測量風速，并將風速值轉換成4 20mA電流信號送入控制站，根據(jù)優(yōu)化的隧道運行參數(shù)，決定自動風機的開或關，車道的開或關。目前應用較多的激光多普勒風速儀有很高的測量精度和很廣的測量范圍，但復雜昂貴的系統(tǒng)結構很難在隧道環(huán)境中使用，而機械式風速測量儀、皮托管式風速測量儀由于存在轉動部件，要求有啟動風速，同時轉動慣性會引起遲滯效應，適合精度要求較低的場合。超聲波檢測是上世紀80年代出現(xiàn)的一種非接觸檢測技術，與其它方法相比，它不受光線和被測對象顏色等影響，對黑暗、灰塵、煙霧、電池干擾等惡劣環(huán)境有一定適應能力。隨著計算機控制技術，電子技術，信息處理技術的發(fā)展，超聲波檢測技術有了很大的發(fā)展，研究基于超聲波技術的隧道風速測量技術既具有重要的理論意義，又具有重大的實用價值，應用前景十分廣闊。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)，該隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)能精確檢測隧道內(nèi)風速，本裝置結構簡單、易于實施、并能與外部設備進行通訊。本實用新型的技術方案如下一種隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括CPU、用于發(fā)出超聲波的發(fā)射器、用于接收超聲波的接收器ι和接收器2、信號處理器、溫度采集模塊、外部通訊模塊；所述的接收器1和接收器2通過所述的信號處理器與所述的CPU連接，所述的溫度采集模塊和外部通訊模塊均與所述的CPU連接。所述的發(fā)射器單獨構成一個模塊，所述的發(fā)射器與所述的接收器1和接收器2配置成一個等腰三角形結構。所述的CPU采用ATMEGAU8單片機。本實用新型的有益效果本裝置屬工控型風速儀，與CO濃度檢測儀和可見度檢測儀共同構成隧道環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，具有測量精度高、操作簡便、成本低、可靠性高等特點，并能與外部設備進行通訊。本實用新型的優(yōu)點(1)測量范圍廣，從0.05 μ m/s到106m/s均可測量，且不要求有啟動風速；(2)對測量環(huán)境要求不高，適應范圍廣；(3)精度高，能達到的測量精度。[0014](4)動態(tài)響應好，可進行實時測量；(5)能判別風速流動方向。

圖1為本實用新型原理框圖。
具體實施方式
實施例1:如圖1所示，一種隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括CPU、用于發(fā)出超聲波的發(fā)射器、用于接收超聲波的接收器1和接收器2、信號處理器、溫度采集模塊、外部通訊模塊；所述的接收器1和接收器2通過所述的信號處理器與所述的CPU連接，所述的溫度采集模塊和外部通訊模塊均與所述的CPU連接，所述的CPU采用ATMEGAU8單片機。所述的發(fā)射器單獨構成一個模塊，所述的發(fā)射器與所述的接收器1和接收器2配置成一個等腰三角形結構。工作過程接收器1和接收器2的安裝平行于隧道并與發(fā)射器配置成等腰三角形結構。發(fā)射器產(chǎn)生用于測量的頻率為40KHZ的超聲波。隧道內(nèi)風向總是沿著隧道的方向， 即沿著接收器1和接收器2方向，設風從接收器1流向接收器2，則發(fā)射器發(fā)出的超聲波傳向接收器1時屬于逆向傳播，傳向接收器2時屬于順向傳播；設風從接收器2流向接收器1， 則發(fā)射器發(fā)出的超聲波傳向接收器1時屬于順向傳播，傳向接收器2時屬于逆向傳播；根據(jù)超聲波的性質(zhì)，超聲波在逆風中傳播速度和在順風中傳播速度是不一樣的，而發(fā)射器與兩個接收器構成等腰三角形形狀，因而有風的時候，發(fā)射器發(fā)出的超聲波到達接收器1和接收器2的時間不一樣，接收器1和接收器2接收到發(fā)射器發(fā)送來的超聲波信號，兩組信號分別經(jīng)過信號處理電路進行放大、濾波、整形處理后進入CPU進行處理。CPU算出兩組信號到
達時間差At，通過公式V = ^實現(xiàn)風速的計算，式中C為超聲波在靜止空氣中的速度，L
丄Li
為發(fā)射器到接收器之間的距離。由于超聲波在靜止空氣中的速度受環(huán)境溫度的影響，本系統(tǒng)采用一個溫度檢測模塊用來檢測周圍環(huán)境的溫度，并由CPU根據(jù)特定的算法對檢測結果進行校正，使檢測出的風速更加精確。同時CPU通過外部通訊模塊實現(xiàn)同外部設備進行通訊，通訊距離可達1000米。
權利要求1.一種隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括CPU、用于發(fā)出超聲波的發(fā)射器、用于接收超聲波的接收器ι和接收器2、信號處理器、溫度采集模塊、外部通訊模塊；所述的接收器1和接收器2通過所述的信號處理器與所述的CPU連接，所述的溫度采集模塊和外部通訊模塊均與所述的CPU連接，所述的發(fā)射器單獨構成一個模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的發(fā)射器和所述的接收器1和接收器 2配置成一個等腰三角形結構，所述的CPU采用ATMEGAU8單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括CPU、用于發(fā)出超聲波的發(fā)射器、用于接收超聲波的接收器1和接收器2、信號處理器、溫度采集模塊、外部通訊模塊；所述的接收器1和接收器2通過所述的信號處理器與所述的CPU連接，所述的溫度采集模塊和外部通訊模塊均與所述的CPU連接，所述的CPU采用ATMEGA128單片機，所述的發(fā)射器與所述的接收器1和接收器2配置成一個等腰三角形結構。該隧道風速智能超聲檢測系統(tǒng)能精確測量隧道內(nèi)的風速，具有結構簡單、成本低、測量精確度和可靠性高等優(yōu)點。
文檔編號G01P5/24GK202002939SQ201120047099
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權日2011年2月25日
發(fā)明者葉自清 申請人:中南林業(yè)科技大學