专利名称：水文信号无线传输转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水文测量装置。
现有的水文测量方法是将流速仪安装在配重铅鱼上，用钢丝绳悬吊放入施测水域中，在不同测点采集单位时间内流速仪转子产生的信号。该信号一般是通过导线传输到水面上的接收仪器中。在遇有大洪水，高流速及大量漂浮物等冲击时，导线常常被拉断，造成漏测事故。我国授予的86208826专利公开了一种水文缆道测量信号无线传输装置，该装置以悬吊流速仪的钢丝绳为天线，将入水、触底及流速仪信号经双音频调制发射，通过岸上的普通收音机接收，虽然实现了水文信号的无线传输，但该信号抗干扰能力较差，与智能仪器匹配困难，信号输入与河底开关联接线常有渗水现象造成仪器失灵；该装置的耗电也较大，电池用二十几次就需更换；另外由于该装置采用磁钢——干簧管开关，每次测量都得拧上拧下，给操作带来不便。
本实用新型的目的是提供一种操作简单、密封可靠、工作稳定以及可与智能仪器方便接口的无线传输转换器。
本实用新型的目的是这样实现的该实用新型包括金属制成的底座、密封圈、外罩、固定安装在底座上带有电子元件的线路板和入水传感器。外罩通过螺纹与底座联接，防水密封圈装在两者之间。入水传感器安装在底座上，入水传感器与底座之间用隔水、绝缘材料隔离，并在其结合部位做防水密封处理。线路板的三个输入端分别与入水传感器，河底开关、流速仪相接，其输出端与悬吊钢丝绳相接。电路部分由输入门电路、晶振与分频电路、输出整形与放大电路及电源构成。其输入门电路中的三个控制门U1B、U1C、U1D的输出端分别与输出整形与放大电路中的二极管D4、D5、D6的负极相接，输入门电路中的三个二极管D1、D2、D3的负极并联后接在晶振与分频电路中的控制门U1A的一输入端，晶振与分频电路中的集成分频器U2的第12、14、15接线脚分别与输入门电路中的三个控制门U1B、U1C、U1D的一输入端相接，晶振与分频电路中的控制门U1A的输出端与集成分频器U2的第9接线脚分别与输出整形与放大电路中的与非门U3A的二输入端相接。电源采用四节串联的5号电池供电，其电源正极与底座相连。电路中不设电源开关，工作状态由输入门电路控制，平时电路处于休止状态，工作时由输入信号打开门电路进入工作状态。为确保工作频率稳定，采用晶振作振荡电路。输出信号为三种频率的音频信号，由作为天线的悬吊钢丝绳发射到空间；为提高输出功率和效率，输出采用二分频与基频相与，使发射级处于丙类输出。为提高工作的可靠性并降低功耗，采用三块CMOS集成电路构成主电路。为防止输入信号线的接头处渗水，在该位置使用了防水接头，并在周围用环氧基粘合剂做表面处理。
由于上述解决方案中采用了CMOS门电路，使工作稳定性得到提高，并降低了功耗。采用CMOS晶振与分频电路，可有效地防止杂乱信号的干扰，当电源电压有所降低时也可正常工作。由于主电路采用CMOS集成电路及晶振电路，因此当温度、电压变化时频率不变，以便于同智能仪器接口。此外，本实用新型还具有密封可靠、耗电量小等优点。使用四节5号电池一个汛期内不用更换。适于在各种水文观测仪器设备中配套应用。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1、为水文信号无线传输转换器的结构示意图；图2、为水文信号无线传输转换器的电路原理框图；图3、为水文信号无线传输转换器的电路原理图。
以下结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体结构及工作情况。该装置是由金属底座2、外罩4、固定在底座2上的线路板5和入水传感器7等部分组成。其中底座2与外罩4之间为螺纹连接，其间装有防水密封圈3，由此组成一个密封的空腔，将线路板5封装在该空腔内。线路板5上的电源正极与底座2相连接。外罩4端部的凸状曲面与柱体表面为光滑过渡的连续曲面。入水传感器7固定在底座2上，底座2与入水传感器7之间用隔水、绝缘材料隔离，在接合部位用环氧基粘合剂做密封处理，入水传感器7的端头从密封腔内探出。本实用新型的电路中共使用了三块CMOS集成电路，即两块型号为4093的施密特触发器U1、U3和一块型号为4020的分频器U2。整个电路由输入门电路、晶振与分频电路、输出整形与放大电路及电源组成。其中输入门电路分别由R7、C3、U1B；R8、C4、U1C；R9、C5、U1D构成的三种信号输入门和作为振荡极隔离门的D1、D2、D3组成。晶振与分频电路由U1A、R6、R5、TAL、C2、C1构成的带控制门的晶体振荡电路和集成分频器U2组成。输出整形与放大电路由D4、D5、D6、和U3B构成的或非门；起输出调制器作用的U3D、输出功率放大器Q和电感器L1等组成。电源由四节串联安装在线路板4上的5号电池构成。当输入端I(II或III)出现信号时，便经C3(C4或C5)一路去触发U1B(U1C或U1D)门使之开通；另一路经D1(D2或D3)触发U1A门，振荡极便可工作。由晶振产生500KHZ信号，经集成分频器U2分频在第12、14、15脚输出1000HZ、500HZ、250HZ信号，通过信号门U1B(U1C或U1D)进入整形放大电路，经整形放大后发射输出。由于将晶振产生的500KHZ信号与二分频出来的250KHZ信号在U3A相与，产生占空比为3∶1的250KHZ信号，使发射极处于丙类输出，因此信号经功率放大器Q放大后，将向空间发射出较大功率的载频信号。电路板上有三个输入信号接线端I、II、III，其中一个接入水传感器7，另外两个从防水护套8中引出，分别通过防水接头6与河底开关、流速仪相接。信号输出端A1也由护套8中引出，用金属夹紧器12与悬吊钢丝绳牢固连结，防水护套8与底座2间的结合处用环氧基粘合剂做防水密封处理，防水护套8与导线间也做相应的防水密封处理。本转换器通过底坐2上的联接板1安装在铅鱼尾冀上，使外罩4的曲面端头处于逆水流方向以减少冲击阻力。测量时，本转换器随配重铅鱼、流速仪等在悬吊钢丝绳的牵引下向施测水域中施放，当入水传感器7遇水后，该转换器便发射一个音频信号，历时0.5S，通过钢丝绳被水面上的收音机接收，同时输入到智能仪器中，使其测水深的数字显示器复零；铅鱼继续下放，另外设置的测深传感器随之产生角度位移脉冲，数显器累加计数；铅鱼到达水底时，设在铅鱼下部的河底开关导通，本转换器同时又发射出一个与入水时不同的音频信号，历时0.5S，接收信号的智能仪器将测得的水深数据锁存。测流速时，将流速仪提放在规定测点位置，流速仪的旋桨或旋杯在水流冲击下产生角速度，由其内部转子转换成通断信号。该信号被实时输入到本转换器中，转换器便同步发射出相应频率的音频信号，由智能仪器接收处理，从而实现本实用新型的信号传输与转换功能。
本转换器输出的三种音频信号与输入信号接线端相对应，即当信号分别由I、II、III输入时，本转换器将分别发射输出1000HZ、500HZ、250HZ的音频信号。
(文中提到的配重铅鱼、流速仪、河底开关以及测深传感器附图中均未给出)。
权利要求1.一种水文信号无线传输转换器，它包括底座(2)、固定安装在底座(2)上的带有电子原件的线路板(5)，与底座(2)螺接的外罩(4)和安装在底座(2)与外罩(4)之间的密封圈(3)以及传输导线；其特征在于a、底座(2)是由金属材料制成的，其上装有入水传感器(7)，底座(2)与入水传感器(7)之间用隔水、绝缘材料隔离，并在结合部位做防水密封处理；b、线路板(5)上的电路部分由输入门电路、晶振与分频电路、输出整形与放大电路以及电源组成；其输入门电路中的三个控制门U1B、U1C、U1D的输出端分别与输出整形与放大电路中的二极管D4、D5、D6的负极相接，输入门电路中的三个二极管D1、D2、D3的负极并联后接在晶振与分频电路中的控制门U1A的一输入端，晶振与分频电路中的集成分频器U2的第12、14、15接线脚分别与输入门电路中的三个控制门U1B、U1C、U1D的一输入端相接，晶振与分频电路中的控制门U1A的输出端与集成分频器U2的第9接线脚分别与输出整形与放大电路中的与非门U3A的二输入端相接。电源采用四节串联的5号电池供电，其电源正极与底座相连；C、在信号线与水下仪器引线的连接处用防水接头(6)密封，并在防水接头(6)与导线的结合部位做防水密封处理。
2.根据权利要求1所述的水文信号无线传输转换器，其特征在于所述的输入门电路由三个相互独立的输入通道R7、C3、U1B和D1；R8、C4、U1C和D2；R9、C5、U10和D3所组成。
3.根据权利要求1所述的水文信号无线传输转换器，其特征在于所述的晶振与分频电路由U1A、R6、R5、TAL、C2、C1构成的带控制门的晶体振荡电路和分频器U2组成；其中控制门由振荡电路中U1A的另一输入端分别与D1、D2、D3负极相接构成。
4.根据权利要求1所述的水文信号无线传输转换器，其特征在于所述的防水接头(6)是由上体(11)和下体(9)组成的扣压式防水接头，上体(11)和下体(9)之间装有防水密封圈(10)。
5.根据权利要求1所述的水文信号无线传输转换器，其特征在于所述的防水密封处理是用环氧基粘合剂进行密封处理。
专利摘要本实用新型公开了一种水文信号无线传输转换器。该转换器可将水下仪器采集的入水、触底、流速等信号转换成三种相应频率的输出信号，由悬吊钢丝绳发射到空间，岸上通过收音机接收，由于主电路采用CMOS集成电路及晶振电路，因此当温度、电压变化时，频率不变，便于与智能仪器接口。该转换器不设电源开关，操作简便、工作可靠，使用四节5号电池，一个汛期内不需更换，适于在各种水文观测仪器设备中配套使用。
文档编号G08C19/12GK2222380SQ9422035
公开日1996年3月13日 申请日期1994年9月2日 优先权日1994年9月2日
发明者董铎, 白克敏, 杨宜川 申请人:董铎