[发明专利]一种高含沙浑水异重流检测系统

摘要

本发明涉及一种高含沙浑水异重流检测系统，包括信号检测系统、数据传输系统、控制系统、控制面板，信号检测系统包含测量支撑杆、流速检测模块、超声波含沙量监测模块、深度传感器、水温传感器，所述测量支撑杆通过线缆固定在转盘上，转盘与支架横杆的一端转动连接，支架横杆的另一端与电机连接，所述电机安装在支撑架上；所述控制系统包含分别与电源模块连接的数据处理模块及单片机控制模块。本发明采用数据融合技术，将水温、测点深度、流速等环境影响因素综合考虑，综合性强，检测结果更加可靠、稳定，数据更准确，且能够实现在线自动检测异重流，通过控制面板能够更加直观、实时地监控和管理整个检测过程，具有很高的社会价值和市场推广价值。

主权项

一种高含沙浑水异重流检测系统，包括信号检测系统、控制系统、控制面板，各系统顺序相连，其特征在于：信号检测系统包含测量支撑杆及由下至上依次安装在测量支撑杆上的流速检测模块，超声波含沙量检测模块，深度传感器，水温传感器，所述测量支撑杆的上部通过线缆固定在转盘上，转盘与支架横杆的一端转动连接，支架横杆的另一端与电机连接，所述电机安装在支撑架上；所述控制系统包含电源模块，及分别与电源模块连接的数据处理模块及单片机控制模块，所述超声波含沙量检测模块包含对称固定安装在测量支撑杆上的四波束超声波传感器，所述深度传感器为中间带有通气导管和电缆的纺锤形结构，所述深度传感器包含正压腔、负压腔、上部封头、压力感应膜片、外腔壁及设置在外腔壁上的反冲洗装置，数据处理模块包含信号调理模块、A/D转换模块，所述信号调理模块与信号检测系统相连接，采集流速检测模块、超声波含沙量检测模块、深度传感器、水温传感器传输的信号，信号调理模块与A/D转换模块相连接，所述A/D转换模块与单片机控制模块相连接；四波束超声波传感器电路的发射端外接1000V高压电源，电路由C8、R4、Q1、P4组成，其中Q1是可控硅，P4是超声波发射器，通过单片机的P2.7口控制Q1打开发射电路，从而使发射头发射超声波；发射端电路由P5、R5、R6、R7、C9、C10、U1A组成，P5是超声波接收器，将接收到的信号经U1A放大后输入到A/D转换模块的IN1通道处理；将超声波含沙量检测模块的含沙量信息和水温传感器的环境温度T以及流速检测模块的含沙水体的流速V进行多传感器数据融合处理，通过高含沙浑水异重流检测的数学模型，将获得的当前时刻t的深度ht的含沙量S(ht)和上一时刻t‑1的深度ht‑1的含沙量S(ht‑1)进行差值运算，综合判断高含沙浑水异重流是否产生；所述信号检测系统还包含固定在测量支撑杆上的多通道信号处理系统，流速检测模块，超声波含沙量检测模块，深度传感器，水温传感器分别通过多通道信号处理系统与信号调理模块连接；所述流速检测模块包含流速仪，安装在流速仪前端的带扇叶的叶轮，与流速仪后端固定连接的编码器，放置编码器的防水密封仓，及与防水密封仓相连接的导流尾翼；所述编码器通过防水的带轴与叶轮活动连接；所述单片机控制模块通过GPRS网络与上位机连接。