[实用新型]一种声学多普勒流速测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种流速测量仪，尤其是一种声学多普勒流速测量仪，属于水声测量仪器技术领域。

背景技术

自从20世纪80年代，我国城市污水处理已经在各方面有了很大的进展，但是其形势仍然极其严峻。我国目前淡水资源相当短缺,而且我国目前的水污染形势较严峻,特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响非常突出。

但由于我国污水处理起步较晚、基础较差，处理设施严重不足,城市排水管网普及率及管道收集率较低。现有的接触式水流流速测量仪，按照水流速传感器的不同有螺旋桨式和旋杯式等，其还存在着设计水平低、设备质量低、运行稳定性较差等诸多问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种声学多普勒流速测量仪。

本实用新型所采取的技术方案是：

技术方案一：

一种声学多普勒流速测量仪，包括发射模块、接收模块、控制电路、通信模块、单片机；所述发射模块的输入端接所述单片机的相应输出端，所述接收模块与所述单片机双向连接；所述控制电路的输出端接所述单片机的相应输入端；所述通信模块与所述单片机双向连接。

所述单片机为STM32F407。

所述发射模块由电平转换电路、H桥驱动电路、储能电路和发射换能器组成；所述电平转换电路的输入端连接所述单片机的相应输出端，其输出端经所述H桥驱动电路连接所述换能电路的输入端；所述储能电路的输出端连接所述H桥驱动电路的相应输入端；所述发射换能器包括压电陶瓷片。

所述接收模块包括接收换能器、谐振放大电路、第一至第三可控增益放大器、混频电路、第一至第二陶瓷滤波器和本振信号发生电路组成；所述接收换能器的输出端依次经所述谐振放大电路、第一可控增益放大器、混频电路、第一陶瓷滤波器、第二可控增益放大器、第二陶瓷滤波器、第三可控增益放大器接所述单片机的相应输入端；所述本振信号发生电路的输出端接所述混频电路的相应输入端；所述接收换能器包括压电陶瓷片；所述谐振放大电路和第一可控增益放大器的中心频率均为5MHz；所述第一陶瓷滤波器、第二可控增益放大器、第二陶瓷滤波器、第三可控增益放大器的中心频率均为455KHz；所述本振信号发生电路输出4.545MHz正弦信号。

所述的声学多普勒流速测量仪，还包括用于测量水温的温度补偿模块，所述温度补偿模块与单片机双向连接；所述温度补偿模块包括数字温度传感器。

所述数字温度传感器为DS18B20数字温度传感器。

所述的声学多普勒流速测量仪，还包括压力模块，所述压力模块与所述单片机双向连接。

所述的声学多普勒流速测量仪，还包括电源模块，所述电源模块输入+12v电压，输出+6v电源电压、+5v电源电压和+3.3v电源电压；所述+6v电压为所述发射模块供电；所述+5v电源电压为所述接收模块供电，所述和+3.3v电源电压为所述控制电路、温度补偿模块、压力模块和单片机供电。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过自相关算法计算多普勒频偏测量流速，对水体的粒子要求较低，测量范围较宽，精确度较高。

2、本实用新型采用5MHz测量信号，对水中细微颗粒物更加敏感，测量精度更高。

3、本实用新型数据采集时间间隔为10s，数据采集更加，实时性更好。

4、本实用新型增加了温度补偿电路，对测量结果进行温度补偿，解决了声波的传播速度受到水温影响的问题。

5、本实用新型增加了压力电路，实现水深、温度和流速的综合测量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例1的原理框图；

图2是本实用新型实施例1中发射模块的原理框图；

图3是本实用新型实施例1中接收模块的原理框图；

图4是本实用新型实施例2的流程图。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，一种声学多普勒流速测量仪，包括发射模块、接收模块、控制电路、通信模块、单片机；所述发射模块的输入端接所述单片机的相应输出端，所述接收模块与所述单片机双向连接；所述控制电路的输出端接所述单片机的相应输入端；所述通信模块与所述单片机双向连接。

所述单片机为STM32F407。