自走式雷達(dá)測流儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自走式雷達(dá)測流儀，它包括箱體，該箱體的上部安裝有用于實(shí)現(xiàn)在纜繩上行走的滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該箱體的底部懸掛有平衡錘，該箱體上安裝有多普勒雷達(dá)流速傳感器和傾角傳感器，該箱體內(nèi)設(shè)有測流控制電路，該測流控制電路包括微處理器、步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)的控制端、該多普勒雷達(dá)流速傳感器的信號(hào)傳輸端、該傾角傳感器的信號(hào)傳輸端分別與該微處理器上相應(yīng)的IO端連接，該步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與該滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。本實(shí)用新型無需人工干預(yù)，可自動(dòng)對河道等斷面水流流速進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)地測量，工作效率高，流速測量結(jié)果準(zhǔn)確性高，不會(huì)受水中漂浮物、渾濁水質(zhì)、水流流速過快、陰雨天等各種惡劣條件的影響。
【專利說明】自走式雷達(dá)測流儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種流速測量儀器，尤指一種自走式雷達(dá)測流儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，河道表面水流流速通常使用ADCP系統(tǒng)來進(jìn)行測量，雖然ADCP系統(tǒng)具有測流速度快、準(zhǔn)確性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，但是，從實(shí)際實(shí)施中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)河道中有較多漂浮物、水質(zhì)渾濁或者水流流速過快時(shí)，ADCP系統(tǒng)所得到的測量結(jié)果的準(zhǔn)確性就會(huì)大大降低，甚至無法正常工作。當(dāng)遇到洪水時(shí)，ADCP系統(tǒng)也無法對水流流速進(jìn)行及時(shí)測量。由此可見，設(shè)計(jì)出一種在各種惡劣條件下均可對水流流速進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)測量的儀器是目前急需解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種自走式雷達(dá)測流儀，該自走式雷達(dá)測流儀可自動(dòng)對河道等斷面水流流速進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)的測量，工作效率高，不會(huì)受水中漂浮物、渾濁水質(zhì)、水流流速過快、陰雨天等各種惡劣條件的影響。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：
[0005]一種自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于：它包括箱體，該箱體的上部安裝有用于實(shí)現(xiàn)在纜繩上行走的滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該箱體的底部懸掛有平衡錘，該箱體上安裝有多普勒雷達(dá)流速傳感器和傾角傳感器，該箱體內(nèi)設(shè)有測流控制電路，該測流控制電路包括微處理器、步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)的控制端、該多普勒雷達(dá)流速傳感器的信號(hào)傳輸端、該傾角傳感器的信號(hào)傳輸端分別與該微處理器上相應(yīng)的IO端連接，該步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與該滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
[0006]所述多普勒雷達(dá)流速傳感器的探測端朝向河水平面且與河水平面形成一個(gè)傾斜角，所述傾角傳感器的探測端平行于水平面。
[0007]所述滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑輪、動(dòng)力輪、傳動(dòng)帶,該動(dòng)力輪安裝在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，該動(dòng)力輪與用于置于纜繩上的該滑輪通過傳動(dòng)帶連接。所述滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)滑輪，該從動(dòng)滑輪上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，該旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)傳輸端與所述微處理器上相應(yīng)的IO端連接。
[0008]所述箱體的頂部安裝有防脫鉤。
[0009]所述平衡錘通過軟鋼絲制成的兩條連接線懸掛于所述箱體的下方，該兩條連接線之間形成一個(gè)夾角。
[0010]所述測流控制電路包括無線傳輸電路，該無線傳輸電路的傳輸端與所述微處理器上相應(yīng)的IO端連接。
[0011 ] 所述測流控制電路包括電池電路，該電池電路包括電池，該電池的接口端經(jīng)由電池電壓采集接口與所述微處理器上相應(yīng)的IO端連接。
[0012]所述測流控制電路包括指示燈電路，該指示燈電路包括多個(gè)指示燈，各個(gè)該指示燈的接線端經(jīng)由指示燈控制接口與所述微處理器上相應(yīng)的IO端連接。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0014]本實(shí)用新型無需人工干預(yù)，可自動(dòng)對河道等斷面水流流速進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)的測量，工作效率高，流速測量結(jié)果準(zhǔn)確性高，不會(huì)受水中漂浮物、渾濁水質(zhì)、水流流速過快、陰雨天等各種惡劣條件的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0016]圖2是圖I的左視示意圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型中的測流控制電路的組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖I至圖3所示，本實(shí)用新型自走式雷達(dá)測流儀包括箱體6，該箱體6的上部安裝有用于實(shí)現(xiàn)在纜繩（圖中未示出）上行走的滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18，該箱體6的底部懸掛有平衡錘12，該箱體6上安裝有多普勒雷達(dá)流速傳感器8和傾角傳感器7，該箱體6內(nèi)設(shè)有測流控制電路，該測流控制電路包括微處理器16、步進(jìn)電機(jī)17，該步進(jìn)電機(jī)17的控制端、該多普勒雷達(dá)流速傳感器8的信號(hào)傳輸端、該傾角傳感器7的信號(hào)傳輸端分別與該微處理器16上相應(yīng)的IO端連接，該步進(jìn)電機(jī)17的輸出軸與該滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18連接。
[0019]在實(shí)際使用中，多普勒雷達(dá)流速傳感器8的探測端應(yīng)朝向河水平面且與河水平面形成一個(gè)傾斜角(銳角)，傾角傳感器7的探測端可平行于水平面或者處于其它角度，傾角傳感器7的作用是幫助多普勒雷達(dá)流速傳感器8確定其探測角度是否改變，以保證探測結(jié)果的準(zhǔn)確性，降低誤差。
[0020]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18包括滑輪1-1、動(dòng)力輪2、傳動(dòng)帶3，該動(dòng)力輪2經(jīng)由其軸心安裝在步進(jìn)電機(jī)17的輸出軸上，該動(dòng)力輪2與用于置于纜繩上的該滑輪1-1通過傳動(dòng)帶3連接，滑輪1-1經(jīng)由支撐架固定在箱體6上。
[0021]如圖1，滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18還可包括從動(dòng)滑輪1-2，從動(dòng)滑輪1-2同樣經(jīng)由支撐架固定在箱體6上，該從動(dòng)滑輪1-2上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器5，該旋轉(zhuǎn)編碼器5的信號(hào)傳輸端與微處理器16上相應(yīng)的IO端連接。本實(shí)用新型在纜繩上移動(dòng)的過程中，當(dāng)纜繩坡度較大或者遇到障礙物無法前進(jìn)時(shí)，滑輪1-1會(huì)發(fā)生滑動(dòng)而無法前進(jìn)，因此，此時(shí)可通過旋轉(zhuǎn)編碼器5反饋回的轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，來獲取本實(shí)用新型實(shí)際的運(yùn)行距離，及時(shí)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)17的功率，驅(qū)動(dòng)本實(shí)用新型能夠繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)然與此同時(shí)還可進(jìn)行狀態(tài)告警。
[0022]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18還可以有其它的結(jié)構(gòu)，并不局限于上述結(jié)構(gòu)。
[0023]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，箱體6的頂部可安裝有防止本實(shí)用新型從纜繩上脫落的防脫鉤4。
[0024]如圖I和圖2，平衡錘12通過軟鋼絲制成的連接線11懸掛于箱體6的下方，平衡錘12的這種設(shè)計(jì)可使本實(shí)用新型的整體重心大大下移，從而確保穩(wěn)定性，當(dāng)然，也可使用平衡球等替代。如圖1，本實(shí)用新型的平衡錘12通過軟鋼絲制成的兩條連接線11懸掛于箱體6的下方，該兩條連接線11之間形成一個(gè)夾角，這種成角度的雙連接方式可使得當(dāng)本實(shí)用新型從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)時(shí)，避免平衡錘12在移動(dòng)方向上發(fā)生擺動(dòng)。
[0025]如圖3，本實(shí)用新型中的測流控制電路還可包括無線傳輸電路19，該無線傳輸電路19的傳輸端與微處理器16上相應(yīng)的IO端連接。
[0026]如圖3，測流控制電路還可包括電池電路22，該電池電路22包括電池，該電池的接口端經(jīng)由電池電壓采集接口與微處理器16上相應(yīng)的IO端連接，該電池電壓采集接口可實(shí)時(shí)或定期采集電池電壓，從而當(dāng)電池電壓過低時(shí)進(jìn)行低電壓告警。
[0027]如圖3，測流控制電路還可包括指示燈電路21，該指示燈電路21包括多個(gè)指示燈，各個(gè)該指示燈的接線端經(jīng)由指示燈控制接口與微處理器16上相應(yīng)的IO端連接。例如，如圖I和圖2，圖中示出了三個(gè)指示燈：運(yùn)行指示燈13、通訊指示燈14、電池電壓告警指示燈15。
[0028]另外，如圖3，測流控制電路還可包括為微處理器16提供當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的時(shí)鐘電路20、控制本實(shí)用新型啟停的開關(guān)9以及為電池充電的充電接口 10。
[0029]本實(shí)用新型的工作過程為：
[0030]使用前，事先預(yù)置好關(guān)于河道斷面的相關(guān)參數(shù)。使用時(shí)，經(jīng)由滑輪1-1、從動(dòng)滑輪1-2將本實(shí)用新型掛到事先貫穿河道設(shè)置好的纜繩上，同時(shí)將防脫鉤4掛好，然后通過開關(guān)9啟動(dòng)本實(shí)用新型工作。于是，本實(shí)用新型經(jīng)由微處理器16對步進(jìn)電機(jī)17的控制，由步進(jìn)電機(jī)17帶動(dòng)動(dòng)力輪2傳動(dòng)，從而動(dòng)力輪2帶動(dòng)滑輪I轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使得從動(dòng)滑輪1-2也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使得本實(shí)用新型自行在纜繩上從河道的一端移動(dòng)到河道的另一端。在移動(dòng)過程中，平衡錘12用于幫助本實(shí)用新型保持穩(wěn)定，不受風(fēng)、雨等的影響，并且，在移動(dòng)過程中，多普勒雷達(dá)流速傳感器8實(shí)時(shí)或定時(shí)地對河道的表面水流流速進(jìn)行測量，且在多普勒雷達(dá)流速傳感器8測量的同時(shí)，傾角傳感器7對多普勒雷達(dá)流速傳感器8所處角度進(jìn)行測量。測量后，多普勒雷達(dá)流速傳感器8和傾角傳感器7將獲得的測量信號(hào)傳送給微處理器16，由微處理器16對接收到的所有測量信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，最終得到河道的表面水流流速數(shù)據(jù)。
[0031]需要提及的是，多普勒雷達(dá)流速傳感器8進(jìn)行雷達(dá)測流的準(zhǔn)確度和其與河水平面間的傾斜角有著非常大的關(guān)系，傾斜角的改變，即測量基準(zhǔn)的改變，會(huì)影響多普勒雷達(dá)流速傳感器8的測量準(zhǔn)確度，因此，本實(shí)用新型中設(shè)計(jì)了用于實(shí)時(shí)測量多普勒雷達(dá)流速傳感器8所處角度的傾角傳感器7，以提高流速測量的精度。
[0032]需要提及的是，本實(shí)用新型可通過無線傳輸電路19與控制中心間進(jìn)行無線通訊而實(shí)時(shí)將測量結(jié)果傳遞給控制中心，控制中心也可通過無線通訊方式適時(shí)向本實(shí)用新型發(fā)出指令，對本實(shí)用新型的運(yùn)行進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)控制中心對河道水流情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、及時(shí)的監(jiān)控。
[0033]需要提及的是，本實(shí)用新型可通過旋轉(zhuǎn)編碼器5獲取其自身實(shí)際移動(dòng)的位置信息，從而通過對步進(jìn)電機(jī)17的控制，使本實(shí)用新型準(zhǔn)確定位到測量地點(diǎn)，避免由于局部摩擦力不足造成的位移偏差，尤其是在較長的纜繩上進(jìn)行測量時(shí)，人工目測發(fā)現(xiàn)位置偏差是很難的，而旋轉(zhuǎn)編碼器5的設(shè)計(jì)很好地解決了這個(gè)問題。
[0034]在實(shí)際運(yùn)行中，可對本實(shí)用新型進(jìn)行如下設(shè)定：如果本實(shí)用新型超過20分鐘都沒有收到任何測量命令，則會(huì)自動(dòng)返回停泊位(河道一端)。
[0035]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0036]本實(shí)用新型無需人工干預(yù)，可自動(dòng)對河道等斷面水流流速進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)的測量，工作效率高，不會(huì)受水中漂浮物、渾濁水質(zhì)、水流流速過快、陰雨天等各種惡劣條件的影響。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有實(shí)時(shí)采集傾斜角度的傾角傳感器，配合多普勒雷達(dá)流速傳感器對水流流速進(jìn)行測量，大大提高流速測量的準(zhǔn)確性。
[0037]以上所述是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實(shí)用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于：它包括箱體，該箱體的上部安裝有用于實(shí)現(xiàn)在纜繩上行走的滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該箱體的底部懸掛有平衡錘，該箱體上安裝有多普勒雷達(dá)流速傳感器和傾角傳感器，該箱體內(nèi)設(shè)有測流控制電路，該測流控制電路包括微處理器、步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)的控制端、該多普勒雷達(dá)流速傳感器的信號(hào)傳輸端、該傾角傳感器的信號(hào)傳輸端分別與該微處理器上相應(yīng)的IO端連接，該步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與該滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于： 所述多普勒雷達(dá)流速傳感器的探測端朝向河水平面且與河水平面形成一個(gè)傾斜角，所述傾角傳感器的探測端平行于水平面。
3.如權(quán)利要求I所述的自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于： 所述滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑輪、動(dòng)力輪、傳動(dòng)帶，該動(dòng)力輪安裝在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，該動(dòng)力輪與用于置于纜繩上的該滑輪通過傳動(dòng)帶連接。
4.如權(quán)利要求3所述的自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于： 所述滑輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)滑輪，該從動(dòng)滑輪上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，該旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)傳輸端與所述微處理器上相應(yīng)的IO端連接。
5.如權(quán)利要求I所述的自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于： 所述箱體的頂部安裝有防脫鉤。
6.如權(quán)利要求I所述的自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于： 所述平衡錘通過軟鋼絲制成的兩條連接線懸掛于所述箱體的下方，該兩條連接線之間形成一個(gè)夾角。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于： 所述測流控制電路包括無線傳輸電路，該無線傳輸電路的傳輸端與所述微處理器上相應(yīng)的IO端連接。
8.如權(quán)利要求7所述的自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于： 所述測流控制電路包括電池電路，該電池電路包括電池，該電池的接口端經(jīng)由電池電壓采集接口與所述微處理器上相應(yīng)的IO端連接。
9.如權(quán)利要求7所述的自走式雷達(dá)測流儀，其特征在于： 所述測流控制電路包括指示燈電路，該指示燈電路包括多個(gè)指示燈，各個(gè)該指示燈的接線端經(jīng)由指示燈控制接口與所述微處理器上相應(yīng)的IO端連接。
【文檔編號(hào)】G01P5/00GK203376342SQ201320483480
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】尹憲文, 李玉奎 申請人:北京艾力泰爾信息技術(shù)有限公司