自走式雷达测流仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自走式雷达测流仪，它包括箱体，该箱体的上部安装有用于实现在缆绳上行走的滑轮传动机构，该箱体的底部悬挂有平衡锤，该箱体上安装有多普勒雷达流速传感器和倾角传感器，该箱体内设有测流控制电路，该测流控制电路包括微处理器、步进电机，该步进电机的控制端、该多普勒雷达流速传感器的信号传输端、该倾角传感器的信号传输端分别与该微处理器上相应的IO端连接，该步进电机的输出轴与该滑轮传动机构连接。本实用新型无需人工干预，可自动对河道等断面水流流速进行准确及时地测量，工作效率高，流速测量结果准确性高，不会受水中漂浮物、浑浊水质、水流流速过快、阴雨天等各种恶劣条件的影响。
【专利说明】自走式雷达测流仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种流速测量仪器，尤指一种自走式雷达测流仪。
【背景技术】
[0002]目前，河道表面水流流速通常使用ADCP系统来进行测量，虽然ADCP系统具有测流速度快、准确性高、操作方便等优点，但是，从实际实施中可以发现，当河道中有较多漂浮物、水质浑浊或者水流流速过快时，ADCP系统所得到的测量结果的准确性就会大大降低，甚至无法正常工作。当遇到洪水时，ADCP系统也无法对水流流速进行及时测量。由此可见，设计出一种在各种恶劣条件下均可对水流流速进行准确及时测量的仪器是目前急需解决的问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种自走式雷达测流仪，该自走式雷达测流仪可自动对河道等断面水流流速进行准确及时的测量，工作效率高，不会受水中漂浮物、浑浊水质、水流流速过快、阴雨天等各种恶劣条件的影响。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
[0005]一种自走式雷达测流仪，其特征在于：它包括箱体，该箱体的上部安装有用于实现在缆绳上行走的滑轮传动机构，该箱体的底部悬挂有平衡锤，该箱体上安装有多普勒雷达流速传感器和倾角传感器，该箱体内设有测流控制电路，该测流控制电路包括微处理器、步进电机，该步进电机的控制端、该多普勒雷达流速传感器的信号传输端、该倾角传感器的信号传输端分别与该微处理器上相应的IO端连接，该步进电机的输出轴与该滑轮传动机构连接。
[0006]所述多普勒雷达流速传感器的探测端朝向河水平面且与河水平面形成一个倾斜角，所述倾角传感器的探测端平行于水平面。
[0007]所述滑轮传动机构包括滑轮、动力轮、传动带,该动力轮安装在所述步进电机的输出轴上，该动力轮与用于置于缆绳上的该滑轮通过传动带连接。所述滑轮传动机构包括从动滑轮，该从动滑轮上安装有旋转编码器，该旋转编码器的信号传输端与所述微处理器上相应的IO端连接。
[0008]所述箱体的顶部安装有防脱钩。
[0009]所述平衡锤通过软钢丝制成的两条连接线悬挂于所述箱体的下方，该两条连接线之间形成一个夹角。
[0010]所述测流控制电路包括无线传输电路，该无线传输电路的传输端与所述微处理器上相应的IO端连接。
[0011 ] 所述测流控制电路包括电池电路，该电池电路包括电池，该电池的接口端经由电池电压采集接口与所述微处理器上相应的IO端连接。
[0012]所述测流控制电路包括指示灯电路，该指示灯电路包括多个指示灯，各个该指示灯的接线端经由指示灯控制接口与所述微处理器上相应的IO端连接。
[0013]本实用新型的优点是：
[0014]本实用新型无需人工干预，可自动对河道等断面水流流速进行准确及时的测量，工作效率高，流速测量结果准确性高，不会受水中漂浮物、浑浊水质、水流流速过快、阴雨天等各种恶劣条件的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图I是本实用新型的结构组成示意图。
[0016]图2是图I的左视示意图。
[0017]图3是本实用新型中的测流控制电路的组成示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图I至图3所示，本实用新型自走式雷达测流仪包括箱体6，该箱体6的上部安装有用于实现在缆绳（图中未示出）上行走的滑轮传动机构18，该箱体6的底部悬挂有平衡锤12，该箱体6上安装有多普勒雷达流速传感器8和倾角传感器7，该箱体6内设有测流控制电路，该测流控制电路包括微处理器16、步进电机17，该步进电机17的控制端、该多普勒雷达流速传感器8的信号传输端、该倾角传感器7的信号传输端分别与该微处理器16上相应的IO端连接，该步进电机17的输出轴与该滑轮传动机构18连接。
[0019]在实际使用中，多普勒雷达流速传感器8的探测端应朝向河水平面且与河水平面形成一个倾斜角(锐角)，倾角传感器7的探测端可平行于水平面或者处于其它角度，倾角传感器7的作用是帮助多普勒雷达流速传感器8确定其探测角度是否改变，以保证探测结果的准确性，降低误差。
[0020]在实际设计中，滑轮传动机构18包括滑轮1-1、动力轮2、传动带3，该动力轮2经由其轴心安装在步进电机17的输出轴上，该动力轮2与用于置于缆绳上的该滑轮1-1通过传动带3连接，滑轮1-1经由支撑架固定在箱体6上。
[0021]如图1，滑轮传动机构18还可包括从动滑轮1-2，从动滑轮1-2同样经由支撑架固定在箱体6上，该从动滑轮1-2上安装有旋转编码器5，该旋转编码器5的信号传输端与微处理器16上相应的IO端连接。本实用新型在缆绳上移动的过程中，当缆绳坡度较大或者遇到障碍物无法前进时，滑轮1-1会发生滑动而无法前进，因此，此时可通过旋转编码器5反馈回的转动数据，来获取本实用新型实际的运行距离，及时调整步进电机17的功率，驱动本实用新型能够继续前进，当然与此同时还可进行状态告警。
[0022]在实际设计中，滑轮传动机构18还可以有其它的结构，并不局限于上述结构。
[0023]在实际设计中，箱体6的顶部可安装有防止本实用新型从缆绳上脱落的防脱钩4。
[0024]如图I和图2，平衡锤12通过软钢丝制成的连接线11悬挂于箱体6的下方，平衡锤12的这种设计可使本实用新型的整体重心大大下移，从而确保稳定性，当然，也可使用平衡球等替代。如图1，本实用新型的平衡锤12通过软钢丝制成的两条连接线11悬挂于箱体6的下方，该两条连接线11之间形成一个夹角，这种成角度的双连接方式可使得当本实用新型从运动状态变为停止状态时，避免平衡锤12在移动方向上发生摆动。
[0025]如图3，本实用新型中的测流控制电路还可包括无线传输电路19，该无线传输电路19的传输端与微处理器16上相应的IO端连接。
[0026]如图3，测流控制电路还可包括电池电路22，该电池电路22包括电池，该电池的接口端经由电池电压采集接口与微处理器16上相应的IO端连接，该电池电压采集接口可实时或定期采集电池电压，从而当电池电压过低时进行低电压告警。
[0027]如图3，测流控制电路还可包括指示灯电路21，该指示灯电路21包括多个指示灯，各个该指示灯的接线端经由指示灯控制接口与微处理器16上相应的IO端连接。例如，如图I和图2，图中示出了三个指示灯：运行指示灯13、通讯指示灯14、电池电压告警指示灯15。
[0028]另外，如图3，测流控制电路还可包括为微处理器16提供当前系统时间的时钟电路20、控制本实用新型启停的开关9以及为电池充电的充电接口 10。
[0029]本实用新型的工作过程为：
[0030]使用前，事先预置好关于河道断面的相关参数。使用时，经由滑轮1-1、从动滑轮1-2将本实用新型挂到事先贯穿河道设置好的缆绳上，同时将防脱钩4挂好，然后通过开关9启动本实用新型工作。于是，本实用新型经由微处理器16对步进电机17的控制，由步进电机17带动动力轮2传动，从而动力轮2带动滑轮I转动，同时使得从动滑轮1-2也随之转动，使得本实用新型自行在缆绳上从河道的一端移动到河道的另一端。在移动过程中，平衡锤12用于帮助本实用新型保持稳定，不受风、雨等的影响，并且，在移动过程中，多普勒雷达流速传感器8实时或定时地对河道的表面水流流速进行测量，且在多普勒雷达流速传感器8测量的同时，倾角传感器7对多普勒雷达流速传感器8所处角度进行测量。测量后，多普勒雷达流速传感器8和倾角传感器7将获得的测量信号传送给微处理器16，由微处理器16对接收到的所有测量信号进行存储和处理，最终得到河道的表面水流流速数据。
[0031]需要提及的是，多普勒雷达流速传感器8进行雷达测流的准确度和其与河水平面间的倾斜角有着非常大的关系，倾斜角的改变，即测量基准的改变，会影响多普勒雷达流速传感器8的测量准确度，因此，本实用新型中设计了用于实时测量多普勒雷达流速传感器8所处角度的倾角传感器7，以提高流速测量的精度。
[0032]需要提及的是，本实用新型可通过无线传输电路19与控制中心间进行无线通讯而实时将测量结果传递给控制中心，控制中心也可通过无线通讯方式适时向本实用新型发出指令，对本实用新型的运行进行控制，从而实现控制中心对河道水流情况进行实时、及时的监控。
[0033]需要提及的是，本实用新型可通过旋转编码器5获取其自身实际移动的位置信息，从而通过对步进电机17的控制，使本实用新型准确定位到测量地点，避免由于局部摩擦力不足造成的位移偏差，尤其是在较长的缆绳上进行测量时，人工目测发现位置偏差是很难的，而旋转编码器5的设计很好地解决了这个问题。
[0034]在实际运行中，可对本实用新型进行如下设定：如果本实用新型超过20分钟都没有收到任何测量命令，则会自动返回停泊位(河道一端)。
[0035]本实用新型的优点是：
[0036]本实用新型无需人工干预，可自动对河道等断面水流流速进行准确及时的测量，工作效率高，不会受水中漂浮物、浑浊水质、水流流速过快、阴雨天等各种恶劣条件的影响。本实用新型设计有实时采集倾斜角度的倾角传感器，配合多普勒雷达流速传感器对水流流速进行测量，大大提高流速测量的准确性。
[0037]以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.一种自走式雷达测流仪，其特征在于：它包括箱体，该箱体的上部安装有用于实现在缆绳上行走的滑轮传动机构，该箱体的底部悬挂有平衡锤，该箱体上安装有多普勒雷达流速传感器和倾角传感器，该箱体内设有测流控制电路，该测流控制电路包括微处理器、步进电机，该步进电机的控制端、该多普勒雷达流速传感器的信号传输端、该倾角传感器的信号传输端分别与该微处理器上相应的IO端连接，该步进电机的输出轴与该滑轮传动机构连接。
2.如权利要求I所述的自走式雷达测流仪，其特征在于： 所述多普勒雷达流速传感器的探测端朝向河水平面且与河水平面形成一个倾斜角，所述倾角传感器的探测端平行于水平面。
3.如权利要求I所述的自走式雷达测流仪，其特征在于： 所述滑轮传动机构包括滑轮、动力轮、传动带，该动力轮安装在所述步进电机的输出轴上，该动力轮与用于置于缆绳上的该滑轮通过传动带连接。
4.如权利要求3所述的自走式雷达测流仪，其特征在于： 所述滑轮传动机构包括从动滑轮，该从动滑轮上安装有旋转编码器，该旋转编码器的信号传输端与所述微处理器上相应的IO端连接。
5.如权利要求I所述的自走式雷达测流仪，其特征在于： 所述箱体的顶部安装有防脱钩。
6.如权利要求I所述的自走式雷达测流仪，其特征在于： 所述平衡锤通过软钢丝制成的两条连接线悬挂于所述箱体的下方，该两条连接线之间形成一个夹角。
7.如权利要求I至6中任一项所述的自走式雷达测流仪，其特征在于： 所述测流控制电路包括无线传输电路，该无线传输电路的传输端与所述微处理器上相应的IO端连接。
8.如权利要求7所述的自走式雷达测流仪，其特征在于： 所述测流控制电路包括电池电路，该电池电路包括电池，该电池的接口端经由电池电压采集接口与所述微处理器上相应的IO端连接。
9.如权利要求7所述的自走式雷达测流仪，其特征在于： 所述测流控制电路包括指示灯电路，该指示灯电路包括多个指示灯，各个该指示灯的接线端经由指示灯控制接口与所述微处理器上相应的IO端连接。
【文档编号】G01P5/00GK203376342SQ201320483480
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】尹宪文, 李玉奎 申请人:北京艾力泰尔信息技术有限公司