专利名称：低温条件下水文巡测防冻装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低温条件下水文巡测防冻装置，属于低温户外环境中进行水文巡测作业时的重要辅助装置。特别是涉及一种结构简单，控制简便、灵活，低成本，智能化的涡流感应加热防冻装置。该技术是一种利用振荡电路产生交变磁场作用于涡流加热体，感生的涡流在加热体上流动产生热量，从而加热水文测量装置周围的水体以防止冻结。本装置为低温条件下水文巡测作业提供了一种防止装置冻结的有效方案。
背景技术：
户外水文巡测作业基本内容包括河流、湖泊、水库的水文特征和测站特性，水文要素的季节性变化和水质状况；水位流量关系形式，流量与输沙率关系特性；各有关水文站、辅助站和调查点间在不同时期，不同水文情势下的相互关系。在作业过程中需要使用相关的水文测量装置深入水下测取水位及流速等物理信息。但是在低温条件下作业时，水文测量装置由于长期静置于水中会导致水体冻结而使测量失败，因此解决该问题成为低温条件下水文巡测的一个重要方面。本发明公开一种低温条件下水文巡测防冻装置，主要针对低温户外环境中进行水下水文巡测作业时，由于测量装置由于长期静置于水中会导致水体冻结而使测量失败的问题，开发的一种水下涡流感应加热装置，以保证测量能够顺利进行的装置，该装置具有操作简便、安全可靠与智能可控等优点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，通过大功率振荡电路产生交变磁场，从而感生涡流，以保证测量装置周围水体无法冻结，从而为低温条件下水文测量作业提供有力保证。本发明所采用的技术方案是低温条件下水文巡测防冻装置，包括有直流电源 ⑴；智能通断开关⑵；振荡电路⑶；功率晶闸管⑷；润流线圈(5);润流加热体(6) ；/jC 温传感检测电路(7)。所述的直流电源(I)通过便携式直流移动电源或者可提供大电流的蓄电池组实现，同时要保证电源携带的便捷性与防水特性。所述的智能通断开关(2)由功率控制器(5)通过不同档位功率继电器进行控制与切换，实现对不同的命令进行相应。所述的振荡电路(3)通过新型单路考比子振荡电路搭建，两路对称的电感线圈， 电阻，N沟道增强型功率晶闸管(4)以及相互反接的快速回复二极管，可实现任意振荡频率的正弦波输出。所述的涡流线圈(5)由密绕的铜质导线构成，导线外层必须涂有防水层并进行防水深度极限的相关测试。密绕匝数则需要根据该电路具体的工作情况确定。所述的涡流加热体(6)是呈马鞍形的高导磁体，中部进行开孔处理，以便水文测量装置穿入。涡流加热体出)的两个侧壁上提供支持涡流线圈固定的装置。
水温传感检测电路(7)由适合水下作业的高精度水温传感器、A/D转换电路及单片构成，负责测取当前的水流温度与单片机预设水流温度进行比较，并向智能通断开关(2) 发出动作指令。本发明的低温条件下水文巡测防冻装置，通过振荡电路产生交变磁场作用于涡流加热体，感生的涡流在加热体上流动产生热量，从而加热水文测量装置周围的水体以防止冻结，并通过单片机、传感器和执行机构实时监测运行状况并发出命令。本装置为低温条件下水文巡测作业提供了一种防止装置冻结的有效方案，具有操作简便、安全可靠与智能可控等优点。
图I是本发明的整体结构框图；图2是交变磁场大功率振荡发生电路；图3是涡流线圈与涡流加热体的几何正视图；图4是装卡有水文测量装置的涡流加热体侧视图；图5是水温传感器智能控制回路。其中(I):直流电源；(2):智能通断开关；(3):振荡电路；(4):功率晶闸管；(5):润流线圈;(6):涡流加热体；(7):水温传感检测电路。R1:Q1钳位电阻Tl Q1 电感Ql:功率晶闸管IDl :快速回复二极管C :振荡匹配电容
Rl :Q2钳位电阻 T2 Q2电感 Q2 :功率晶闸管2 D2 :快速回复二极管
具体实施例方式下面结合实例和附图对本发明的低温条件下水文巡测防冻装置做出详细说明。如图I所示，本发明的低温条件下水文巡测防冻装置，包括有直流电源(I);智能通断开关⑵；振荡电路⑶；功率晶闸管⑷；润流线圈(5);润流加热体(6);水温传感检测电路(7)。本发明利用便携式大功率电源产生交变磁场作用于涡流加热体，感应出涡流以加热传感器周围水体，进而防止水体冻结的先进装置。如图2所示，所述的振荡电路(3)由两路对称的电感线圈，电阻，N沟道增强型功率晶闸管(4)以及相互反接的快速回复二极管组成。在智能通断开关(2)闭合后，两路对称的电路同时向功率晶闸管⑷的基极馈电，由于反并联的快速回复二极管Dl与D2的作用，功率晶闸管⑷的集电极所在电路实现交替导通，使AB输出正弦波的全波形。如图3所示，所述的涡流线圈(5)为密绕的铜质线圈，该线圈在涂装防水层后固定于成马鞍形的涡流加热体(6)的两个侧壁上。涡流加热体(6)起到感应涡流并发热的作用， 还起到支撑作用。中部开孔用以装卡水文测量装置。如图4所示，所述的涡流加热体(6)在装卡上水文测量装置后，正向对着水流方向，这样可以准确测量到水的流速。
如图5所示，所述的水温传感检测电路(7)由适合水下作业的高精度水温传感器、 A/D转换电路及单片构成。首先给定单片机的开始于结束温度，如果不做给定默认开始温度为零度，结束温度为15度。当水温低于开始温度时，单片机发出指令使智能通断开关(2) 闭合，振荡电路(3)开始工作，所发出的交变电磁场在涡流加热体(6)上感生出涡流对周围水体进行加热；当水温等于结束温度时，单片机发出指令使智能通断开关(2)打开，振荡电路⑶停止工作。本发明的低温条件下水文巡测防冻装置，当水温低于开始温度时，智能通断开关 ⑵闭合，振荡电路⑶开始工作，涡流加热体(6)对周围水体进行加热；当水温等于结束温度时，单片机发出指令使智能通断开关(2)打开，振荡电路(3)停止工作。本装置为低温条件下水文巡测作业提供了一种防止装置冻结的有效方案，具有控制简便、灵活，低成本且不影响测量精度的优点。
权利要求
1.低温条件下水文巡测防冻装置，其特征在于包括有直流电源(I);智能通断开关 ⑵；振荡电路⑶；功率晶闸管⑷；润流线圈(5);润流加热体(6);水温传感检测电路(7)ο
2.根据权利要求I所述的低温条件下水文巡测防冻装置，其特征还在于，所述的所述的振荡电路(3)由两路对称的电感线圈，电阻，N沟道增强型功率晶闸管(4)以及相互反接的快速回复二极管组成。
3.根据权利要求I所述的低温条件下水文巡测防冻装置，其特征还在于，所述的涡流线圈(5)为密绕的铜质线圈，该线圈在涂装防水层后固定于成马鞍形的涡流加热体(6)的两个侧壁上。
4.根据权利要求I所述的低温条件下水文巡测防冻装置，其特征还在于，所述的涡流加热体(6)在装卡上水文测量装置后，正向对着水流方向，这样可以准确测量到水的流速。
5.根据权利要求I所述的低温条件下水文巡测防冻装置，其特征还在于，所述的液体温度传感检测电路(8)由适合液体介质中作业的高精度温度传感器、A/D转换电路及单片构成，当温度低于开始温度时，单片机发出指令使通断控制开关(2)闭合，谐振电路(3)开始工作，所发出的交变电磁场在导磁管壁(6)上感生出涡流对周围水体进行加热；当温度等于结束温度时，单片机发出指令使通断控制开关(2)打开，谐振电路(3)停止工作。
全文摘要
本发明公开一种低温条件下水文巡测防冻装置，属于低温户外环境中进行水文巡测作业时的重要辅助装置。该装置是一种利用便携式大功率电源产生交变磁场作用于涡流加热体，感应出涡流以加热水文测量传感器周围水体，进而防止水体冻结的先进装置。主要包括有直流电源(1)；智能通断开关(2)；振荡电路(3)；功率晶闸管(4)；涡流线圈(5)；涡流加热体(6)；水温传感检测电路(7)。本发明可为低温户外环境中进行水文巡测作业时提供热功率，具有操作简便、安全可靠与智能可控等优点。
文档编号H05B6/02GK102595671SQ20121005159
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者张献, 李劲松, 杨庆新, 金亮, 高圣伟 申请人:天津工业大学