专利名称：具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于对地下供水管路的漏水点进行探测的装置，属检测技术
领域。
背景技术：
水是人类赖以生存和发展的重要资源。随着世界人口的增加及工业的迅猛发展， 人类对水的需求量日益猛增，而大自然为人类提供的淡水量却在不断减少，水的供需矛盾 日益显著。控制水损是节约水资源的重要措施，而快速、准确地探明漏水点的位置是有效控 制水损的前提。 目前，漏水地面探测设备由加速度传感器、前级信号调理电路、信号强度显示装 置、鉴频电路以及耳机组成。将传感器放置在目标位置即可显示漏水声音信号的强度，接上 耳机可听到放大的漏水声，同时可以通过调节鉴频电路指示信号中心频率。然而，现有漏水 地面探测设备无法满足存储大量地面噪声探测数据的任务、且无法上传到计算机进行数据 处理，因而也就无法对长距离管道的沿线地面噪声数据进行存储及再分析。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种改进的具备数据存储及上传功能的漏水地面探 测装置。 本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的 —种具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，它由振动传感器和主机组 成，所述振动传感器的信号输出端接主机；所述主机构成中包含一个数据处理模块，所述数 据处理模块由信号调理电路、单片机、键盘、存储器和USB接口组成，其中，信号调理电路的 输入端接振动传感器的信号输出端、输出端接单片机，所述键盘接单片机的P2. 0 P2. 3 端，所述存储器接单片机的P0. 0 P0. 3端，所述USB接口经桥接器接单片机的P0. 4、P0. 5
丄山顺。 上述具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，所述信号调理电路由电阻、 电容、两个运算放大器和一个真值有效值转换器组成，由第一运算放大器接成的信号放大 器的输入端接振动传感器的信号输出端，输出端接真值有效值转换器的VIN端，由第二运 算放大器接成的信号放大器的输入端接真值有效值转换器的OUTPUT端，输出端经RC滤波 电路接单片机的P3.5端。 上述具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，所述主机的构成中还包括信
号强度显示电路，所述信号强度显示电路的输入端接振动传感器的信号输出端。 上述具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，所述主机的构成中还包括耳
机听音电路，所述耳机听音电路的输入端接振动传感器的信号输出端。 本实用新型除具有传统漏水探测装置的信号强度显示电路和耳机听音电路外，还 设有数据处理模块。数据处理模块中的信号调理电路将振动传感器输出的漏水噪音信号放大并转换成能代表噪音强度的直流有效值，单片机将该有效值信号转换成数字信号后储存 在存储器中。本实用新型通过USB接口将存储的数据上传，使之能够被再次分析和利用。键 盘用于设定仪器的工作模式。本实用新型不仅可以发现并定位漏水点，为业主提供详实、可 靠的探测数据，而且可以将数据存储和上传，为下次探测工作提供参考，有效提高了地面漏 水探测的工作效率和工作质量。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1是本实用新型的电原理框图； 图2是数据处理模块的电原理图。 图中各标号为U1、真值有效值转换器，U2、单片机，U3、存储器，U4、桥接器，JP、键 盘，USB、串行数据接口 ， Fl、第一运算放大器，F2、第二运算放大器，Rl R8、电阻，Cl C3、 电容，W、电位器。
具体实施方式本实用新型主要解决漏水地面探测信号的数字化以及数据的存储和上传问题。 参看图l，本实用新型由振动传感器(采用常用振动传感器即可)和主机两部分组 成。漏水点发出的噪音信号经振动传感器进入仪器主机，主机负责进行信号的处理。信号 分三部分进行处理， 一部分送入耳机听音电路(供听音用)， 一部分送表头显示电路， 一部 分送入数据处理模块。 参看图2，数据处理模块由键盘JP、信号调理电路、单片机U2、存储器U3、UBS接口 5部分组成。键盘JP直接与单片机U2相连，振动传感器输出的模拟信号送人信号调理电 路的输入端，信号调理电路的输出端与单片机U2的P3. 5端相连，键盘JP接单片机U2的 P2. 0 P2. 3端，存储器U3的SCK、 S0、 Sl、 CS端分别接单片机U2的P0. 0 P0. 3端，所述 USB接口经桥接器U4接单片机U2的P0. 4、 P0. 5端。所述桥接器U4可采用CP2102。 操作者通过键盘JP设置系统状态，触发相应操作。 信号调理电路由低功耗双运放芯片和集成微功耗真值有效值转换器U1组成，交 流信号输入后先由第一运算放大器Fl放大10倍，然后送入真值有效值转换器Ul将交流信 号转换成直流有效值，再送入第二运算放大器F2与C2、R5、W构成的信号放大器将电流信号 转换成电压信号，经R6、R7、R8和C3组成的两级滤波电路滤除高频成分后送入单片机U2的 P3.5端。图2中F1、R1、R2构成信号放大器，F1的正向输入端接振动传感器输出的噪音信 号，输出端经R3、R4和C1组成的滤波电路接真值有效值转换器U1的输入端。 单片机U2采用C8051F340，其内部集成AD转换器并且具有多种节能模式。它负责 整个数据采集过程的控制和数据的存储及传输。开机后系统先进行初始化(设置相关的寄 存器并根据开机时的按键状态决定系统工作于何种模式)然后根据系统状态(系统状态可 由数据采集中断、计算机和按键修改)选择进行的操作，操作执行完立即进入休眠状态，由 中断从休眠模式唤醒后，马上转到系统状态判断，执行新一轮的操作。 存储器U3采用FM25L512，可以存储3万个数据，并且具有数据可长期保存、低静态 电流、低操作电流的特点。数据可以直接通过USB接口上传计算机进行处理。
4[0022] 整个数据处理模块的工作过程开机前设定仪器工作于那种模式(自动采集模式 或非采集模式)，若工作于非数据采集模式可以进行数据的删除和添加标志等操作。在数据 采集模式下，开机后传感器采集到连续的振动信号经初步处理送到信号调理电路，放大10 倍后，由真值有效值转换器U1将交流信号转换成直流有效值，再经电流电压转换和滤波处 理送入单片机U2进行模数转换，转换结果由C8051F340进行数字滤波等处理，存入存储器 U3，供分析处理使用。
权利要求一种具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，其特征是，它由振动传感器和主机组成，所述振动传感器的信号输出端接主机；所述主机构成中包含一个数据处理模块，所述数据处理模块由信号调理电路、单片机(U2)、键盘(JP)、存储器(U3)和USB接口组成，其中，信号调理电路的输入端接振动传感器的信号输出端、输出端接单片机(U2)，所述键盘(JP)接单片机(U2)的P2.0～P2.3端，所述存储器(U3)接单片机(U2)的P0.0～P0.3端，所述USB接口经桥接器(U4)接单片机(U2)的P0.4、P0.5端。
2. 根据权利要求1所述具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，其特征是，所 述信号调理电路由电阻、电容、两个运算放大器和一个真值有效值转换器(Ul)组成，其中， 由第一运算放大器(Fl)接成的信号放大器的输入端接振动传感器的信号输出端，输出端 接真值有效值转换器(Ul)的VIN端，由第二运算放大器(F2)接成的信号放大器的输入端 接真值有效值转换器(Ul)的OUTPUT端，输出端经RC滤波电路接单片机(U2)的P3.5端。
3. 根据权利要求1或2所述具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，其特征是， 所述主机的构成中还包括信号强度显示电路，所述信号强度显示电路的输入端接振动传感 器的信号输出端。
4. 根据权利要求3所述具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，其特征是，所 述主机的构成中还包括耳机听音电路，所述耳机听音电路的输入端接振动传感器的信号输 出端。
专利摘要一种具备数据存储及上传功能的漏水地面探测装置，它由振动传感器和主机组成，所述振动传感器的信号输出端接主机；所述主机构成中包含一个数据处理模块，所述数据处理模块由信号调理电路、单片机、键盘、存储器和USB接口组成，所述信号调理电路的输入端接振动传感器的信号输出端、输出端接单片机，所述存储器接单片机的P0.0～P0.3端，所述USB接口经桥接器接单片机的P0.4、P0.5端。本实用新型不仅可以发现并定位漏水点，提供详实、可靠的探测数据，而且可以将数据存储和上传，为下次探测工作提供参考，有效提高了地面漏水探测的工作效率和工作质量。
文档编号F17D5/06GK201526808SQ200920104690
公开日2010年7月14日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者冼骏峰, 轩兴洋, 邢西臣 申请人:保定市金迪科技开发有限公司