[实用新型]一种基于太赫兹技术的排水管道流速测量装置

说明书

本实用新型涉及流速测量技术领域，具体为一种基于太赫兹技术的排水管道流速测量装置，包括箱体，所述箱体的内部设置有测量机构，所述测量机构包括计算机、连接器、压控振荡器、模数采集控制器和滤波器，所述箱体的内壁上固定连接有隔板。通过转动螺纹杆，使得螺纹杆与螺纹筒内的螺纹啮合产生推力，根据安装需要调整安装高度和倾斜角度，打开电路开关，通过太阳能充电板给蓄电池供电，在通过逆变器使得电子部件通电，使得装置的续航能力增强，同时扩大装置的适用面，采用集成片上天线的压控振荡器芯片，配合透镜天线，可以实现波束聚焦功能，提高增益，太赫兹雷达流速监测设备具有体积小、功耗低、非接触、精度高的优点。

技术领域

本实用新型涉及流速测量技术领域，具体为一种基于太赫兹技术的排水管道流速测量装置。

背景技术

城市地下管网排水系统是整个城市的“血脉”，准确掌握管道水流状况，便于制定科学的管理方案，太赫兹(THz)波是指频率在0.1-10THz(波长为 3000～30μm)范围内的电磁波，在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合，是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，也是电子学向光子学的过渡区，称为电磁波谱的“太赫兹空隙，太赫兹(THz)波的波段能够覆盖半导体、等离子体，有机体和生物大分子等物质的特征谱；利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识。利用太赫兹技术来对管道中的水流状况进行精确的了解，所以需要设置一种基于太赫兹技术的排水管道流速测量装置，结合透镜天线可以将波束约束在较小范围内同时又保证整体尺寸较小，整机采用分时工作模式，平均功率低于30mW，采用多普勒谱中心频率估计算法计算流速多普勒频率，同时结合速度统计滤波法获取稳定可靠的流速测量结果。

目前非接触式雷达流速仪被广泛用于河道流速监测，采用K波段，河道测流要求的测量动态范围大：0.3m/s-20m/s，由于其载频小，理论上理论上可以通过降低采样率提高采样点来降低误差，但该方法会增加雷达工作时长，在实际工程项目中，需要覆盖较大的动态范围，采样率不能太低，同时采样点数直接关系到处理器运算量，也不能太大，因此调整参数提高测速精度的效果是有限的。针对测速误差大的问题，一些学者提出超分辨率算法来提高测速精度：Rife-Jane法、能量重心法、频谱细化算法等，但复杂的算法增加了运算量，导致功耗的增加，管道流速范围一般小于2m/s，通常在0.6～0.8m/s 左右，当水流量小时可能小于0.3m/s，当流速较慢时多普勒频率小，同时水流表面纹波较小，中频放大电路中具有带通滤波器，因此K波段流速仪不太适宜地下管道流速测量；现有的流量计不方便在地下进行安装，不能够根据不同的使用环境调整装置的规格，使得装置的适用面减小，同时装置的检测时的续航能力较差，而且不方便记性拆卸检修和更换部件，十分麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于太赫兹技术的排水管道流速测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于太赫兹技术的排水管道流速测量装置，包括箱体和保护机构，所述箱体的内部设置具有计算机的测量机构，所述箱体上设置具有蓄电池的安装机构，所述箱体的内壁上固定连接有隔板。

所述测量机构包括计算机、连接器、压控振荡器、模数采集控制器和滤波器，所述隔板的上滑动连接有第一滑块，所述第一滑块上螺纹连接有螺栓，所述第一滑块的数量为四块，位于隔板顶部的三块所述第一滑块的顶端上分别固定安装有计算机、模数采集控制器、滤波器，所述压控振荡器固定安装在箱体内壁的顶部，所述连接器固定安装在位于隔板底部的第一滑块的底端，所述连接器上固定安装有透镜天线，所述透镜天线活动贯穿安装在箱体的一侧板的底部。

所述安装机构包括蓄电池、支撑板、逆变器、第二滑块和太阳能充电板，所述箱体的顶部滑动连接有滑板，所述蓄电池固定安装在滑板的顶端面上，所述箱体的顶端面上固定连接有支撑板，所述支撑板的底部固定安装有逆变器，所述箱体通过第二滑块滑动连接有太阳能充电板，所述箱体的一侧板外表面上固定连接有螺纹筒，所述螺纹筒内螺纹连接有螺纹杆，所述箱体内壁的顶部固定连接有网箱，所述网箱内填充有硅胶粒。