一種基于超聲波單點位流速監測裝置的制作方法

本發明涉及一種監測裝置，具體是指一種基于超聲波單點位流速監測裝置。

背景技術：

水利監測設備是水利建設中不可或缺的設備，而對河道的水流速度進行監測是水利防洪抗洪工作中不可缺少的部分。隨著超聲波監測技術的發展，目前已出現了超聲波流速監測裝置，該超聲波流速監測裝置通過超聲波測量技術對水流速度進行測量，其使用方便已被廣泛的使用，由其是無線超聲波流速監測裝置，其無需線路鋪設，節約了大量成本。然而目前的無線超聲波流速監測裝置還存在很大的問題，即接收端接收到的信號不夠清晰，導致接收端無法準確的對監測信號進行分析，嚴重影響了監測效果。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決目前的超聲波流速監測裝置接收端接收到的信號不夠清晰的缺陷，提供一種基于超聲波單點位流速監測裝置。

本發明的目的通過下述技術方案現實：一種基于超聲波單點位流速監測裝置，主要由超聲波測速儀，與超聲波測速儀相連接的無線發射模塊，以及通過無線網絡與無線發射模塊相連接的上位機組成；所述無線發射模塊由處理芯片U，三極管VT3，正極與處理芯片U的-IN1管腳相連接、負極與處理芯片U的OUT1管腳相連接的電容C7，與電容C7相并聯的電阻R10，N極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、P極與處理芯片U的V-管腳相連接的二極管D4，N極與處理芯片U的V-管腳相連接、P極經電阻R7后與處理芯片U的-IN1管腳相連接的二極管D3，串接在三極管VT3的集電極和處理芯片U的V-管腳之間的電阻R9，負極與處理芯片U的-IN1管腳相連接、正極順次經電阻R6和電阻R8后與三極管VT3的基極相連接的電容C6，與電容C6的正極相連接的輔助電路，以及同時與處理芯片U的OUT1管腳和V+管腳相連接的輸出處理電路組成；所述處理芯片U的V+管腳接電源，其+IN1管腳與二極管D3的P極相連接；所述輔助電路與超聲波測速儀相連接；所述輸出處理電路的輸出端通過無線網絡與上位機相連接。

進一步的，所述輔助電路由變壓器T，三極管VT1，三極管VT2，負極與三極管VT1的基極相連接、正極順次經電阻R2和電阻R3后與三極管VT1的發射極相連接的地電容C3，與電阻R2相并聯的電感L1，正極與電容C3的正極相連接、負極與電阻R2和電阻R3的連接點相連接的同時接地的電容C1，負極與電容C3的正極相連接、正極經電阻R1后與三極管VT2的基極相連接的電容C2，正極與三極管VT2的發射極相連接、負極經電阻R4后與變壓器T的副邊電感線圈的抽頭相連接的電容C4，P極與變壓器T的副邊電感線圈的非同名端相連接、N極經電阻R5后與電容C6的正極相連接的二極管D1，P極與變壓器T的副邊電感線圈的同名端相連接、N極與二極管D1的N極相連接的二極管D2，以及正極與電容C6的正極相連接、負極與超聲波測速儀相連接的電容C5組成；所述變壓器T的原邊電感線圈的同名端接電源、其非同名端與三極管VT1的集電極相連接；所述三極管VT2的集電極接地、其基極與變壓器T的原邊電感線圈的同名端相連接。

所述輸出處理電路由三極管VT4，三極管VT5，天線E，正極與處理芯片U的V+管腳相連接、負極接地的電容C8，正極與電容C8的正極相連接、負極與電容C8的負極相連接的電容C9，串接在電容C8的正極和三極管VT4的集電極之間的電阻R11，串接在電容C9的正極和三極管VT5的集電極之間的電阻R12，與電阻R12相并聯的電感L2，正極與三極管VT5的集電極相連接、負極與天線相連接的電容C11，正極與三極管VT4的發射極相連接、負極與三極管VT5的基極相連接的電容C10，N極與電容C10的負極相連接、P極與三極管VT4的發射極相連接的二極管D5，以及串接在三極管VT5的發射極和二極管D5的P極之間的電位器R13組成；所述三極管VT4的基極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、其發射極與電位器R13的控制端相連接。

所述處理芯片U為LM324集成芯片。

本發明與現有技術相比具有以下優點及有益效果：

(1)本發明在可以對無線傳輸前的監測信號進行處理，使上位機接收到的監測信號更加清晰，以便上位機能夠更好的對監測結果進行分析，從而提高本發明的監測效果。

(2)本發明的無線發射模塊可以對監測信號進行放大，從而彌補信號在遠距離傳輸過程中所出現的削弱；該無線發射模塊還可以對監測信號中的諧波分量進行過濾，提高監測信號的穩定性；如此可以使上位機接收到的信號更加清晰，從而提高本發明的監測效果。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明的無線發射模塊的結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本發明主要由超聲波測速儀，與超聲波測速儀相連接的無線發射模塊，以及通過無線網絡與無線發射模塊相連接的上位機組成。

其中，超聲波測速儀設置在水中，用于測量水流的流速，其采用LSH10-1型超聲波多普勒流速儀，超聲波測速儀的設置方式已是成熟的技術，在這里不做過多贅述。該無線發射模塊設置在岸邊，用于將監測信號處理后通過無線網絡發送給接收端。接收端為上位機，即現有的計算機系統，該上位機可以對監測結果進行分析，從而使工作人員可以對河道中的水位進行判斷。

為了更好的實現本發明的目的，如圖2所示，所述無線發射模塊由處理芯片U，三極管VT3，正極與處理芯片U的-IN1管腳相連接、負極與處理芯片U的OUT1管腳相連接的電容C7，與電容C7相并聯的電阻R10，N極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、P極與處理芯片U的V-管腳相連接的二極管D4，N極與處理芯片U的V-管腳相連接、P極經電阻R7后與處理芯片U的-IN1管腳相連接的二極管D3，串接在三極管VT3的集電極和處理芯片U的V-管腳之間的電阻R9，負極與處理芯片U的-IN1管腳相連接、正極順次經電阻R6和電阻R8后與三極管VT3的基極相連接的電容C6，與電容C6的正極相連接的輔助電路，以及同時與處理芯片U的OUT1管腳和V+管腳相連接的輸出處理電路組成。所述處理芯片U的V+管腳接電源，其+IN1管腳與二極管D3的P極相連接。所述輔助電路與超聲波測速儀相連接。所述輸出處理電路的輸出端通過無線網絡與上位機相連接。

該電阻R6和電阻R8可以防止電路自激，電容C6則可以對高頻干擾進行消除。該處理芯片U，電容C7以及電阻R10則構成一個負反饋放大電路，該電阻R10為反饋電阻，電容C7則起到頻率補償的作用，該負反饋放大電路可以對監測信號進行放大處理；所述處理芯片U優選LM324集成芯片來實現。

其中，所述輔助電路由變壓器T，三極管VT1，三極管VT2，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電容C1，電容C2，電容C3，電容C4，電容C5，電感L1，二極管D1以及二極管D2組成。

電容C3的負極與三極管VT1的基極相連接，正極順次經電阻R2和電阻R3后與三極管VT1的發射極相連接。電感L1與電阻R2相并聯。電容C1的正極與電容C3的正極相連接，負極與電阻R2和電阻R3的連接點相連接的同時接地。電容C2的負極與電容C3的正極相連接，正極經電阻R1后與三極管VT2的基極相連接。電容C4的正極與三極管VT2的發射極相連接，負極經電阻R4后與變壓器T的副邊電感線圈的抽頭相連接。二極管D1的P極與變壓器T的副邊電感線圈的非同名端相連接，N極經電阻R5后與電容C6的正極相連接。二極管D2的P極與變壓器T的副邊電感線圈的同名端相連接，N極與二極管D1的N極相連接。電容C5的正極與電容C6的正極相連接，負極與超聲波測速儀相連接。所述變壓器T的原邊電感線圈的同名端接電源，其非同名端與三極管VT1的集電極相連接。所述三極管VT2的集電極接地，其基極與變壓器T的原邊電感線圈的同名端相連接。

其中，三極管VT1，電容C3，電容C1，電感L1，電阻R2以及電阻R3形成一個振蕩電路，該振蕩電路可以輸出56MHz的本振信號。該變壓器T，二極管D1，二極管D2，三極管VT2，電容C4以及電阻R4則形成混頻電路，該混頻電路將超聲波測速儀輸出的信號與本振信號進行處理，從而得到射頻信號。

另外，該輸出處理電路由三極管VT4，三極管VT5，天線E，電阻R11，電阻R12，電位器R13，二極管D5，電感L2，電容C8，電容C9，電容C10以及電容C11組成。

連接時，電容C8的正極與處理芯片U的V+管腳相連接，負極接地。電容C9的正極與電容C8的正極相連接，負極與電容C8的負極相連接。電阻R11串接在電容C8的正極和三極管VT4的集電極之間。電阻R12串接在電容C9的正極和三極管VT5的集電極之間。電感L2與電阻R12相并聯。電容C11的正極與三極管VT5的集電極相連接，負極與天線相連接。電容C10的正極與三極管VT4的發射極相連接，負極與三極管VT5的基極相連接。二極管D5的N極與電容C10的負極相連接，P極與三極管VT4的發射極相連接。電位器R13串接在三極管VT5的發射極和二極管D5的P極之間。所述三極管VT4的基極與處理芯片U的OUT1管腳相連接，其發射極與電位器R13的控制端相連接。該輸出處理電路可以對監測信號中的諧波分量進行過濾，從而提高監測信號的穩定性。

本發明的無線發射模塊可以對監測信號進行放大，從而彌補信號在遠距離傳輸過程中所出現的削弱；該無線發射模塊還可以對監測信號中的諧波分量進行過濾，提高監測信號的穩定性；如此可以使上位機接收到的信號更加清晰，從而提高本發明的監測效果。

工作時，該超聲波測速儀采集水流的流速信號并傳輸給無線發射模塊，無線發射模塊對監測信號進行處理后通過無線網絡發送給上位機，上位機則對監測結果進行分析，從而使工作人員可以對河道中的水位進行判斷。

如上所述，便可很好的實現本發明。