一种双轨循环式雷达在线测流系统的制作方法

1.本实用新型涉及检测设备技术领域，特别是一种双轨循环式雷达在线测流系统。


背景技术：

2.在水利管理部门中等，需要对相关河流的水位及水流速等进行实时检测。目前一般采用常规水文缆道流速仪(adcp)进行检测，由于水文缆道流速仪方式检测具有线缆连接，其一般只具有一个检测头，对于具有暴涨暴落特征的山溪性河流，洪水陡涨陡落及涨落过程中河道漂浮物较多，且大部分需要检测的河流分布广、地域宽、站点多，特别是山溪性河流汇流速度快，洪水陡涨陡落等特点，会造成其检测的数据不能真实反应现场河流的具体流速及水位等。还有就是由于有线缆的连接，特别采用多检测头时很容易发生线缆自身或者和河流内异物缠绕对其正常应用带来不利影响。
3.非接触式雷达波流速探测仪是现有较为先进的一种水流水位检测设备，其能实现非接触方式由上至下检测相应河流的水流及水位数据等，但是由于其检测范围有限，为了实现对河流的多区域检测需要在河流上端间隔一定距离布置大量的检测设备(一般在河流上方横向建立拉索等将检测设备安装在拉索等下)，这样由于设备过多会给后续站点接收及处理数据的设备带来较大负荷，而且检测设备过多也不利于后续的运维工作；再者就是，每两个检测设备之间的间距如果设置得不合理并不能保证河流断面全水域能得到充分检测，因此其还存在较大的缺陷。随着科技的进步，基于水流水位检测设备、风速检测设备等等不一而论(一般具有rs485端口)经gprs模块通过无线移动网络传输数据，远端相应pc机或智能手机应用接收数据并分析、显示是一项极为成熟的技术。综上所述，提供一种只采用一个雷达波流速探测仪就能实现河流横断面各个区域水流及水位检测，能实现更好检测效果的在线测流系统显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有测量河流水位及流速的设备因结构所限存在如背景所述弊端，本实用新型提供了在相关机构及电路作用下，移动小车能在横跨于河流之上的钢索上来回运动，小车内下端安装一个非接触式雷达波流速探测仪本体就能实现对河流横断面无缝水位及流速检测，且还能实现风速的检测，小车运动中通过计米轮进行计数，站点工作人员能精确控制小车在钢索上横向移动的间距位于相应检测点上进行检测，由此有效实现了全覆盖检测且能达到更好检测效果的一种双轨循环式雷达在线测流系统。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种双轨循环式雷达在线测流系统，包括太阳能电池板、蓄电池、钢索、具有多个车轮的车体、非接触式雷达波流速探测仪、超声波风速仪、计米器、电机减速机构、无线控制电路、警示灯、gprs模块、钢丝绳；其特征在于还具有无线接收电路，雷达波流速探测仪安装在车体内，超声波风速仪安装在车体上；所述钢索两端分别安装在岸边两侧；所述车轮下端位于钢索上，电机减速机构安装在岸边一侧，岸边另一侧安装有滑动座，钢丝绳两端下部分
别和车体两端安装在一起、且钢丝绳两端上下部之间分别环绕电机减速机构的动力输出轴主动轮及滑动座上的从动轮；所述太阳能电池板、警示灯安装在车体上；所述计米器有两套，其中一套计米器安装在车体内且其计米轮和车体内轮轴侧端接触在一起，第二套计米器安装在电机减速机构的电机上且其计米轮和电机的转轴侧接触在一起；所述gprs模块有两套，第一套gprs模块、无线接收电路和蓄电池安装在车体内；所述雷达波流速探测仪本体、超声波风速仪本体、第一套计米器的信号输出端和第一套gprs模块的信号输入端电性连接；所述第二套计米器的信号输出端和第二套gprs模块的信号输入端电性连接。
7.进一步地，所述钢索的外径小于车轮外圈的凹槽宽度，且小于凹槽的深度。
8.进一步地，所述车体的下端安装有套环，钢索分套在套环的环圈内。
9.进一步地，所述套环的环圈内径大于钢索的外径。
10.进一步地，所述无线接收电路包括电性连接的无线接收电路模块、npn三极管、电阻和继电器，两只继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，无线接收电路模块的负极电源输入端和两只npn三极管发射极连接，两只npn三极管集电极和两只继电器负极电源输入端分别电性连接，无线接收电路模块的两路输出端和两只电阻一端分别连接，两只电阻另一端和两只npn三极管基极分别连接。
11.本实用新型有益效果是：本新型安装在小车处的用电部件直接通过太阳能电池板供电，这样不但节省了能源，也不需要在小车和岸边之间连接供电线缆，设备整体更加紧凑。本新型工作人员通过控制电机减速机构工作方式，能使小车在两根钢索上横向移动，雷达波流速探测仪能全面覆盖河流水面之上进行水流及水位的检测，同时风速仪对现场的风速进行检测。本新型中，通过现有成熟的物联网技术，两套计米器能实时将小车车轮转速数据及电机转轴转速数据经gprs模块无线传递(雷达波流速探测仪及风速仪检测数据也能无线传递)，这样，站点内技术人员通过现有成熟物联网技术、能直观经pc机或智能手机了解相关检测数据，以及小车的行驶长度距离，更能方便控制小车本体在任何需要点位停留方便检测工作。实时应用中，工作人员可无线控制第一套计米器断电计数清零，并控制指示灯得电发光晚上起到警示作用，防止低飞的鸟类或无人机等撞上小车等。本新型能达到更好检测效果，且设备更加紧凑，基于上述，本新型具有好的应用前景。
附图说明
12.以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。
13.图1是本实用新型整体及局部放大结构示意图。
14.图2是本新型小车本体和主动轮、从动轮、钢丝绳之间的平面结构示意图。
15.图3是本实用新型电路图。
具体实施方式
16.图1、2、3中所示，一种双轨循环式雷达在线测流系统，包括太阳能电池板g1、蓄电池g2、钢索1、具有四个滚动车轮2的中空小车本体3、非接触式雷达波流速探测仪本体a、超声波风速仪本体a3、计米器本体m、同轴电机齿轮减速机构(图中未画出)、无线控制电路a4(工作人员随身携带)、警示灯h、gprs模块a1；还具有无线接收电路4，小车本体3下端中部有个开口，雷达波流速探测仪本体a经螺杆螺母安装在小车本体3内下端且其探测头经由开口
朝下，超声波风速仪本体a3经螺杆螺母安装在小车本体3后上中部；所述钢索1有两根，两根钢索1平行前后间隔一定距离分布两端分别经螺杆螺母固定架等安装在岸边两侧的混凝土基座等上；所述小车本体的四个车轮2外侧端是环形内凹结构，小车本体的四个车轮2凹槽下端分别位于两根钢索1的上端；所述电机减速机构经螺杆螺母安装在岸边左侧混凝土基座等上中部且位于两根钢索之间，电机减速机构的动力输出轴安装有一个具有环形凹槽主动轮6，岸边另一侧安装有一个滑轮座7、滑轮座中部上转动安装有一只具有环形轮槽的从动轮71，一根钢丝绳5的两端从主动轮6、从动轮71上端环绕、再和小车本体3左下端中部、及右下端中部分别经螺杆螺母安装在一起(钢丝绳上端横贯位于小车本体上中部横向分布的导向槽8内)；所述太阳能电池板g1经螺杆螺母安装在小车本体3外上端，警示灯h及gprs模块a1的天线经螺杆螺母安装在小车本3体的前上端中部；所述计米器m有两套，其中一套计米器m安装在小车本体3左下端中部且其计米轮和小车本体3左端前后部两个车轮的转轴21右侧上端接触在一起，第二套计米器m(图中未画出)安装在电机减速机构的电机壳体后上端且其计米轮和电机的转轴上端接触在一起；所述gprs模块a1有两套，第一套gprs模块a1、无线接收电路4安装在电路板上，电路板和蓄电池g2安装在小车本体3的内右下端。
17.图1、2、3中所示，两根钢索1的外径略小于车轮2外圈的环形凹槽宽度，且小于凹槽的深度。小车本体的下端前后部左右两侧各焊接有一个套环31，两根钢索1分别套在前后两端四个套环31的环圈内(为小车本体的前后运动导向，并防止小车本体从钢索上掉落)。套环31的环圈内径大于钢索1的外径。雷达波流速探测仪a是型号svr600的在线式雷达波流速探测仪成品；蓄电池g2是型号12v/20ah的锂蓄电池；超声波风速仪本体a3是型号vms-3000-cfsfx-n01的超声波风速仪成品；计米器本体m是型号mb96-300(2)-bw-z的计米器成品；电机减速机构是功率2.5kw的电机减速机构成品；无线控制电路a4是型号sf1500的无线发射电路模块成品、其安装在一个小元件盒内，具有四只无线信号发射按键，四只按键分别按下时可发送四路无线控制型号，四只按键位于元件盒上端四个开孔外，无线发射电路模块a4成品配套有一只安装在小元件盒内的12v无线发射电路专用电池；警示灯h是12v、25w闪光灯；gprs模块型号是zlan8100。无线接收电路包括型号经电路板布线连接的sf1500无线接收电路模块成品a2、npn三极管q1及q2、电阻r1及r2和继电器k1及k2，两只继电器k1及k2正极电源输入端及控制电源输入端连接，无线接收电路模块a2的负极电源输入端3脚和两只npn三极管q1及q2发射极连接，两只npn三极管q1及q2集电极和两只继电器k1及k2负极电源输入端分别电性连接，无线接收电路模块a2的两路输出端4、5脚(2、6、7脚悬空)和两只电阻r1及r2一端分别连接，两只电阻r1及r2另一端和两只npn三极管q1及q2基极分别连接。
18.图1、2、3中所示，太阳能电池板g1两极和蓄电池g2两极、第一套gprs模块a1电源输入端1及2脚、无线接收电路电源输入端继电器k1正极电源输入端及npn三极管q1发射极、雷达波流速探测仪本体a电源输入端1及2脚、超声波风速仪本体a3的电源输入端1及2脚分别经导线连接。雷达波流速探测仪本体a、超声波风速仪本体a3、第一套计米器m的信号输出端和第一套gprs模块a1的三路信号输入端分别经rs485数据线连接，无线接收电路的电源输出端继电器k2常闭触点端及npn三极管q2发射极、继电器k1常开触点端及npn三极管q1发射极和第一套计米器m、警示灯h的电源输入两端分别经导线连接；第二套计米器m、第二套gprs模块a1(安装在电机减速机构电控箱内)的电源输入端和电机减速机构安装处站点内的交流转直流开关电源模块的12v电源输出端分别经导线连接，第二套计米器m的信号输出
端和第二套gprs模块a1的信号输入端经rs485数据线连接。
19.图1、2、3中所示，本新型平时太阳能电池板g1受光照产生电能为蓄电池g2蓄电，保证了本新型在阴雨天及晚上能正常使用。蓄电池g2输出的电源进入无线接收电路及第一套gprs模块a1、雷达波流速探测仪本体a、超声波风速仪本体a3、第一套计米器m的电源输入端后(继电器k2此刻失电控制电源输入端和常闭触点端闭合)，上述机构处于得电工作状态。本新型工作人员把控制电机减速机构的电源开关向左拨动后，岸边左侧的电机减速机构的主动轮6逆时针转动、钢丝绳5左下端向右运动、左上端向左运动，钢丝绳5右下端向右运动、右上端向左运动(沿从动轮转动，这样形成闭环小车3就会在牵引作用力下沿两根钢索1通过车轮3转动向河岸左边运动。本新型工作人员把控制两套电机减速机构的电源开关向右拨动后，岸边左侧的电机减速机构的主动轮6顺时针转动、钢丝绳5左下端向左运动、左上端向右运动，钢丝绳5右下端向左运动、右上端向右运动(沿从动轮转动，这样形成闭环小车3就会在牵引作用力下沿两根钢索1通过车轮3转动向河岸右边运动。通过上述，工作人员可方便控制小车3在两根钢索1上横向移动，这样运动中，雷达波流速探测仪a能全面覆盖河流水面之上进行水流及水位的检测，同时风速仪a3对现场的风速进行检测。
20.图1、2、3中所示，本新型中，小车3车轮2转动的同时转轴21会驱动第一套计米器m的计米轮转动、对小车在钢索上左或右运动的距离进行计数，并将输出到第一套gprs模块a1信号输入端，gprs模块a1将数据远传(比如转轴21转动10圈、计米轮转动1圈，小车本体1前进1.2米，那么后续工作人员通过观看pc机等显示界面能直观了解小车的左或右运动距离)。电机减速机构工作其电机转轴转动的同时转轴会驱动第二套计米器m的计米轮转动、对小车在钢索上左或右运动的距离进行计数，并将输出到第二套gprs模块a1信号输入端，gprs模块a1将数据远传(比如转轴转动10圈、计米轮转动1圈，小车本体1前进1.2米，那么后续工作人员通过观看pc机等显示界面能直观了解小车的左或右运动距离，pc机接收处理数据并显示是成熟技术)。通过上述两套计米器对小车进行左或右运动进行检测，主要是防止其中一套计米器损坏后，无法对小车运动距离进行统计。工作人员掌握上述数据后能方便控制小车在钢索上左或右运动，或暂时停留在一个具体固定位置进行检测。本新型中，雷达波流速探测仪a、风速仪a3及两套计米器m输出数据到第一套gprs模块a1及第二套gprs模块a1信号输入端后，第一套gprs模块a1及第二套gprs模块a1会将数据经无线移动网络传递，监控站点内的pc机或者手机内应用接收到相关数据后，能将小车本体1在钢索1上左或右运动的距离及雷达波流速探测仪a、风速仪a3检测的水流水位数据、风速数据直观在显示屏幕上显示，工作人员能具体了解到上述数据。本新型上述雷达波流速探测仪a、风速仪a3及两套计米器m输出数据，gprs模块a1发送数据，pc机或智能手机接收相关数据并通过安装的应用显示数据，是现有极为成熟的物联网技术，本新型只是结合现有成熟的物联网技术实现了发明技术效果，相关机构发送接收并显示数据并不在本新型保护客体范围之内。
21.图1、2、3中所示，本新型中，工作人员在晚上时间段需要打开警示灯h的电源时按下随身携带的无线遥控板a4的第一只按键s1，于是其发射出第一路无线闭合信号(按下第二只按键s2发射第一路无线开路信号进而无线接收电路模块a2的4脚停止输出高电平，继电器k1失电，指示灯h不再发光)，无线接收电路模块a2接收到第一路无线闭合信号后其4脚输出高电平经电阻r1降压限流进入npn三极管q1的基极，npn三极管q1导通集电极输出低电平进入继电器k1负极电源输入端，继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭
合，进而提示灯h得电发出闪烁的提示光线，起到警示作用，防止低飞的鸟类或无人机等撞上小车等。实际使用中，当工作人员需要控制小车左或右运动，使第一套计米器m反向计米前(比如小车原来是向左运动并计米，工作人员通过计米实际数据了解到小车向左运动距离，又需要向右控制计米器反向计米前，需要使原来的计米米数清零)，工作人员按下随身携带的无线遥控板a4的第三只按键s3，于是其发射出第二路无线闭合信号，无线接收电路模块a2(2、6、7脚悬空)接收到第二路无线闭合信号后其5脚输出高电平经电阻r2降压限流进入npn三极管q2的基极，npn三极管q2导通集电极输出低电平进入继电器k2负极电源输入端，继电器k2得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，进而第一套计米器m失电其原有的累加计数清零。然后工作人员按下无线发射电路模块a4的第四只按键s4、其发射出第二路无线开路信号，无线接收电路模块接收到后其5脚停止输出高电平，继电器k2再次失电其控制电源输入端和常闭触点端闭合，进而第一套计米器m再次得电就可对小车运动再次进行计米(站点内电机减速机构处安装的计米器通过手动电源控制工作或不工作)。经上述所有机构及电路共同作用，本新型能达到更好检测效果，且设备更加紧凑。电路中，电阻r1、r2阻值是1k；npn三极管q1、q2型号是9013；继电器k1、k2是dc12v继电器。
22.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
23.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。