明渠流量計的製作方法

2023-07-01 10:17:26 2

本實用新型涉及流量計技術領域，特別涉及一種明渠流量計。

背景技術：

20世紀由於過程工業、能量計量、城市公用事業對流量測量的需求急劇增長，才促使儀表迅速發展，微電子技術和計算機技術的飛躍發展極大地推動儀表更新換代，新型流量計如雨後春筍般湧現出來。至今，據稱已有上百種流量計投向市場，現場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。我國開展近代流量測量技術的工作比較晚，早期所需的流量儀表均從國外進口。流量測量是研究物質量變的科學，質量互變規律是事物聯繫發展的基本規律，因此其測量對象已不限於傳統意義上的管道液體，凡需掌握量變的地方都有流量測量的問題。流量和壓力、溫度並列為三大檢測參數。對於一定的流體，只要知道這三個參數就可計算其具有的能量，在能量轉換的測量中必須檢測此三個參數。能量轉換是一切生產過程和科學實驗的基礎，因此流量和壓力、溫度儀表一樣得到最廣泛的應用。

技術實現要素：

本實用新型的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。

為此，本實用新型的目的在於提出一種明渠流量計，本實用新型的明渠流量計安裝方便，穩定性高，而且兼具定位、報警功能。

為了實現上述目的，本實用新型一方面的實施例提供一種明渠流量計，包括：殼體、超聲波探頭、溫度探頭、壓力傳感器、控制板，所述超聲波探頭位於所述殼體的左側，所述溫度探頭與所述壓力傳感器共同安裝在所述殼體的右側，所述控制板嵌入在所述殼體內部，

其中，所述控制板包括：處理器、定位模塊、溫度補償模塊、故障報警模塊、上位機接口，所述處理器的輸入端分別與所述定位模塊、溫度補償模塊、故障報警模塊連接，所述處理器的輸出端與所述上位機接口的輸入端連接，所述上位機接口的輸出端與外部的二次儀表連接，

其中，所述超聲波探頭、溫度探頭、壓力傳感器均與所述處理器的輸入端連接。

進一步，所述超聲波探頭包括：接收探頭、發射探頭，所述接收探頭與所述發射探頭平行位於所述殼體的左側。

進一步，所述壓力傳感器的探頭與水直接接觸。

進一步，所述定位模塊包括：單片機最小系統、GSM/GPS模塊、485通信電路、RJ45接口、SIM卡電路、天線電路、GPRS供電模塊、單片機供電模塊，所述GSM/GPS模塊、485通信電路、單片機供電模塊均與所述單片機最小系統連接，所述SIM卡電路、天線電路、GPRS供電模塊與所述GSM/GPS模塊連接，所述RJ45接口與所述485通信電路連接。

進一步，所述天線電路包括：GSM電路、GPS電路，所述GSM電路連接到所述GSM/GPS模塊的GSM接口。所述GPS電路連接到所述GSM/GPS模塊的GPS接口。

進一步，所述單片機供電模塊將5V直流電壓轉換成3.3V直流電壓。

根據本實用新型實施例的明渠流量計，呈長方體，符合渠道標準，不需要改造，可直接安裝，簡單、方便，通過超聲波探頭檢測流速，溫度探頭檢測水溫，壓力傳感器檢測水位，並通過上位機接口，將上述流速、水溫、水位數據傳到二次儀表，並且明渠流量計的控制板還包括定位模塊和報警模塊，可以快速準確的將明渠流量計的地理位置信息、故障報警信息上報給二次儀表。

本實用新型附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本實用新型的明渠流量計的結構圖；

圖2為本實用新型的控制板的結構示意圖；

圖3為本實用新型的天線電路的電路原理圖；

圖4為本實用新型的SIM卡電路的電路原理圖；

圖5為本實用新型的GSM/GPS模塊的電路原理圖；

圖6為本實用新型的單片機最小系統的電路原理圖。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

如圖1所示，本實用新型實施例的一種明渠流量計包括：殼體1、超聲波探頭2、溫度探頭、壓力傳感器4、控制板3，超聲波探頭2位於殼體1的左側，溫度探頭與壓力傳感器4共同安裝在殼體1的右側，控制板3嵌入在殼體1內部，

如圖2所示，控制板3包括：處理器5、定位模塊6、溫度補償模塊7、故障報警模塊8、上位機接口9，處理器5的輸入端分別與定位模塊6、溫度補償模塊7、故障報警模塊8連接，處理器5的輸出端與上位機接口9的輸入端連接，上位機接口9的輸出端與外部的二次儀表10連接，

其中，超聲波探頭2、溫度探頭、壓力傳感器4均與處理器5的輸入端連接。

超聲波探頭2包括：接收探頭、發射探頭，接收探頭與發射探頭平行位於殼體1的左側,發射探頭髮射頻率為F1的超聲波信號，以一定角度由水下向水面發射，在碰到水中的懸浮顆粒或氣泡後，頻率發生偏移，並以F2的頻率反射到接收探頭。

壓力傳感器4的探頭感應部位與水直接接觸，水位測得後，通過渠道段斷面形狀可求得過水斷面面積。

其中,水溫測量使用溫度探頭，溫度探頭不與水接觸，緊貼儀器外包裝材料頂部，需要置於水底一定時間後才能反映實際水溫。測水溫的目的是矯正超聲波在水中的速度，並修正壓力傳感器4所測得的水位值。

定位模塊6包括：單片機最小系統、GSM/GPS模塊、485通信電路、RJ45接口、SIM卡電路、天線電路、GPRS供電模塊、單片機供電模塊，GSM/GPS模塊、485通信電路、單片機供電模塊均與單片機最小系統連接，SIM卡電路、天線電路、GPRS供電模塊與GSM/GPS模塊連接，RJ45接口與485通信電路連接。

如圖3所示，天線電路包括：GSM電路、GPS電路，GSM電路連接到GSM/GPS模塊的GSM接口，GPS電路連接到GSM/GPS模塊的GPS接口。

單片機供電模塊將5V直流電壓轉換成3.3V直流電壓。

圖4-圖6為本實用新型的定位模塊的部分電路原理圖。

工作原理如下：

以流速-水位運算法為基礎，採用超聲波探頭2基於都卜勒原理測量流速，採用高精密的壓力傳感器4測量水位，根據測出的實際水位、流速和已置入的渠道參數，按照預定的數學模型計算出渠道的流量。

根據本實用新型實施例的明渠流量計，呈長方體，符合渠道標準，不需要改造，可直接安裝，簡單、方便，通過超聲波探頭2檢測流速，溫度探頭檢測水溫，壓力傳感器4檢測水位，並通過上位機接口9，將上述流速、水溫、水位數據傳到二次儀表10，並且明渠流量計的控制板3還包括定位模塊6和報警模塊，可以快速準確的將明渠流量計的地理位置信息、故障報警信息上報給二次儀表10。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同限定。