一种三通道多普勒超声波流速测量仪的制作方法

本实用新型涉及涉及水文仪器领域，特别是涉及一种三通道多普勒超声波流速测量仪，其适用于江河、海洋、水文观测站、船只浮标、明渠等水域的流速测量。

背景技术：

流速测量在当前的工业生产活动以及水文监测、气象观察、环境治理以及计量等领域都有着广泛的应用，多普勒流速仪超声波采用超声换能器，用超声波探测流速，测量点在仪器机体前方，不破坏流场，是较先进的测流技术，是目前世界上在实验室、江河、海洋测流中广泛使用的主要设备。具有测量精度高，量程宽，可测弱流，也可测强流；感应灵敏，分辨率高，不受启动流速限制；响应速度快，可测瞬时流速，也可测平均流速；测量线性，流速检定曲线一般不会变化；无活动磨损部件，不存在泥沙堵塞或水草杂物缠绕等问题；探头坚固耐用，不易损坏，可无人值守长期自动监测、远程传输等优点。

传统的多普勒超声波流速仪只有一个通道，只能测量仪器机体沿水流正前方测量区域的流速，无法测量仪器机体两侧区域的流速，因水流流经方向冲刷仪器机体，致使仪器机体两侧的水流速度明显偏大，而导致仪器机体正前方的水流速度减小，而此时多普勒超声波流速仪因检测的是仪器机体正前方的水流速度，只通过这一检测数据显然是不精确的，偏差也很大；而在原有的多普勒超声波流速仪两侧各增加一个流速仪，成本又偏高，也不切实际。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种三通道多普勒超声波流速测量仪，以解决背景技术中传统单通道多普勒超声波流速仪测量流速数据偏差大、不精确的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三通道多普勒超声波流速测量仪，包括本体，所述本体正前端包括第一安装面、第二安装面和第三安装面，所述第二安装面分别与所述第一安装面和所述第三安装面相连接，所述第一安装面、所述第二安装面和所述第三安装面上分别设置有第一超声波换能器、第二超声波换能器、第三超声波换能器，所述第一安装面和所述第三安装面分别与本体延伸方向呈预定夹角，所述第一安装面、所述第二安装面和所述第三安装面分别与所述本体的底面呈预定夹角，所述本体内部设置有控制器、多普勒超声波流速测量模块、多路开关、通讯模块和供电模块，所述多普勒超声波流速测量模块两端分别连接所述控制器和所述多路开关，所述三个超声波换能器分别与所述多路开关相连接，所述控制器分别与所述通讯模块和所述多路开关相连接，所述供电模块分别电连接所述控制器、多普勒超声波流速测量模块、通讯模块。

优选的，所述第一安装面、所述第二安装面和所述第三安装面分别与所述本体的底面之间呈30°-60°夹角。

优选的，所述第一安装面和所述第三安装面与所述本体延伸方向呈30°-60°夹角。

进一步的，所述多普勒超声波流速测量模块用于接收控制器的信号指令并发出流速测量电信号到多路开关。

进一步的，所述控制器通过控制多路开关单独开闭合来控制相应的超声波换能器发出超声波测流信号以测量出不同方向的流速。

进一步的，所述多普勒超声波流速测量模块可通过控制器编程来设定流速测量电信号发出的时间间隔，同时由控制器在不同时间间隔点控制多路开关单独开闭合来控制相应的超声波换能器发出超声波测流信号以测量出不同方向的流速。

进一步的，所述的控制器通过无线讯通模块将采集到的数据信号实时传递给远程端。

进一步的，所述的远程端为计算机、手机、Ipad中的任意一种。

进一步的，所述通讯模块为可以为有线通讯模块或无线通讯模块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在超声波测流仪两侧各设置了一个超声波换能器，通过一个多普勒超声波流速测量模块搭配多路开关来控制三个方向的超声波换能器分别测量出不同方向的流速，通过仪器正前方、左右两侧的流速进行均值计算则可获得当前测量点准确的水流速度，解决了现有技术中多普勒超声波测流仪只有一个换能器检测水流正前方流速带来的偏差问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构流程示意图；

图3为本实用新型实施例的正面示意图。

图4为本实用新型实施例的侧面示意图。

图中：本体1、第一安装面2、第二安装面3、第三安装面4、控制器5、多普勒超声波流速测量模块6、多路开关7、通讯模块8、供电模块9、第一超声波换能器01、第二超声波换能器02、第三超声波换能器03。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照附图1、2所示，一种三通道多普勒超声波流速测量仪，包括本体1，所述本体1正前端包括第一安装面2、第二安装面3和第三安装面4，所述第二安装面3分别与所述第一安装面2和所述第三安装面4相连接，所述第一安装面2、所述第二安装面3和所述第三安装面4上分别设置有第一超声波换能器01、第二超声波换能器02、第三超声波换能器03，所述第一安装面2和所述第三安装面4分别与本体1延伸方向呈预定夹角，所述第一安装面2、所述第二安装面3和所述第三安装面4分别与所述本体1的底面呈预定夹角，所述本体1内部设置有控制器5、多普勒超声波流速测量模块6、多路开关7、通讯模块8和供电模块9，所述多普勒超声波流速测量模块6两端分别连接所述控制器5和所述多路开关7，所述第一超声波换能器01、第二超声波换能器02、第三超声波换能器03分别与所述多路开关7相连接，所述控制器5分别与所述通讯模块8和所述多路开关7相连接，所述供电模块9分别电连接所述控制器5、多普勒超声波流速测量模块6、通讯模块8。

在本实施中，所述第一安装面2和所述第三安装面4分别与所述本体1延伸方向呈30°-60°夹角，优选值为45°夹角。

在本实施中，所述第一安装面2、所述第二安装面3和所述第三安装面4分别与所述本体1的底面之间呈30°-60°夹角，优选值为45°夹角。

进一步的，所述多普勒超声波流速测量模块6可通过控制器5编程来设定流速测量电信号发出的时间间隔，可设置100ms-5s时间间隔内发出一次测流电信号，也可根据所使用的河流场景选择不同的测流时间间隔，例如在水流平缓的河道内，设置1s-5s内任意时间作为发出测流电信号的时间间隔，在水流湍急的河道内，在可设置100ms-1s内任意时间作为发出测流电信号的时间间隔。

同时控制器5响应到多普勒超声波流速测量模块6发出测流电信号并到达多路开关7时，通过控制器5预设的程序，控制多路开关7开启任意一路超声波换能器发出超声波测流信号以测得所对应方向的流速。通过控制器5设定多路开关开启的程序，可依次开启三个超声波换能器进行测流，或随机开启某一个超声波换能器进行测流。

参照附图3、4所示，作为本实用的一个实施例，本实用新型所涉及的三通道多普勒超声波流速测量仪设置在河道水体内，仪器本体延伸方向与河道水流方向平行，本体底面与河道水流面平行。

多普勒超声波流速测量模块6发出测流电信号并到达多路开关7，控制器5选通所述第一超声波换能器01，此时多普勒超声波流速测量模块6通过第一超声波换能器01测量出流速为V1,设定第一超声波换能器01发出的超声波方向与水流方向在水平面夹角为α，与河道水流面夹角为β，可以计算出第一超声波换能器01照射区域的流速为：V01＝(V1/cosα)/cosβ。

控制器5选通所述第二超声波换能器02，此时多普勒超声波流速测量模块6通过第二超声波换能器02测量出流速为V2,设定第二超声波换能器02发出的超声波方向与水流方向在水平面夹角为α，与河道水流面夹角为β，可以计算出第二超声波换能器02照射区域的流速为：V02＝(V2/cosα)/cosβ。

控制器5选通所述第三超声波换能器03，此时多普勒超声波流速测量模块6通过第三超声波换能器03测量出流速为V3,设定第三超声波换能器03发出的超声波方向与水流方向在水平面夹角为α，与河道水流面夹角为β，可以计算出第三超声波换能器03照射区域的流速为：V03＝(V3/cosα)/cosβ。

约定第一超声波换能器01照射方向为左侧，第二超声波换能器02照射方向为中间，第三超声波换能器03照射方向为右侧，可以得出左侧流速为：V01＝(V1/cosα)/cosβ，中间流速为：V02＝V2/cosβ，右侧流速为：V03/(V3/cosα)/cosβ。(V1,V2,V3是三个超声波换能器照射方向实测的流速分量)。

通过所得到三个方向的流速，可以多次计算三个方向的均值来获得准确的采集点流速。

进一步的，所述的控制器5通过无线讯通模块8将采集到的数据信号实时传递给远程端。

进一步的，所述的远程端为计算机、手机、Ipad中的任意一种。

进一步的，所述通讯模块8可以为有线通讯模块，也可以为无线通讯模块，所述无线通讯模块可以为ZigBee、蓝牙(Bluetooh)、WIFI、2G、3G、3G、4G、5G、数据电台的任意一种。

以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。