一种声学多普勒流速剖面仪ADCP的校准设备的制作方法

本技术涉及校准设备，具体为一种声学多普勒流速剖面仪adcp的校准设备。

背景技术：

1、adcp向水中发射声信号后，接收声信号经水体中散射体（如浮游生物、悬浮物等）散射后产生的回波信号，并对信号进行处理得到回波产生多普勒频移。根据多普勒原理，当adcp和散射体之间存在相对运动，发射声波与散射回波频率之间就会产生多普勒频移，利用多普勒频移即可解算出adcp与水体之间的相对速度，因此目前被广泛用于水运工程建设，水文环境监测，海洋、河口的流场结构调查，港口航道流速和流量测验等，其测量结果及相关技术得到了相关工作者的认同。然而，长时间作业环境的变化，将导致仪器自身性能的改变，致使仪器的测量结果出现较大偏差。因此，定期对仪器的流速、流向计量性能进行校准尤为重要。

2、为此，针对上述问题，我们提出一种声学多普勒流速剖面仪adcp的校准设备，对adcp设备进行调试及校准，该装置能够模拟产生出四路带有流速垂直分布、流速方向及深度等信息的声回波信号，通过换能器校准装置可以实现与adcp在无水环境下的直接对接测试，实现校准调试，同时该装置可以部分替代实际环境下的水回波，对adcp的基本测流性能进行验证，简化了调试校准流程，提高了adcp研发的效率，使其实用性全面提升。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种声学多普勒流速剖面仪adcp的校准设备，具有操作简单、使用方便、同时简化了调试校准流程、并且提高了adcp研发的效率、实用性强的优点，解决了现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种声学多普勒流速剖面仪adcp的校准设备，包括底座，所述底座上方中间开设有长方形凹槽，所述长方形凹槽通过螺栓固定月电动伸缩杆，所述电动伸缩杆上方通过螺栓固定月校准设备本体，所述校准设备本体表面设置有显示屏，所述显示屏右侧设置有控制按钮，所述控制按钮下方设置有信号输入输出接口，所述信号输入输出接口左侧设置有usb接口，所述usb接口位于校准设备本体表面。

3、优选的，所述校准设备本体后侧上方设置有提手，所述提手内嵌于校准设备本体上方中间，所述提手下方设有散热孔，所述散热孔左右两侧分别设置有钟源的输入输出接口和远程控制接口，所述远程控制接口位于散热孔右侧，所述远程控制接口右侧设有电源接口，所述电源接口连接电源。

4、优选的，所述校准设备本体正表面开设有显示屏、控制按钮、信号输入输出接口和usb接口，所述控制按钮通过线束连接月电动伸缩杆，所述控制按钮表面开设有开关按钮、控制调节按钮和波形调节旋钮，所述信号输入输出接口为外触发信号接入口和双通道输出，所述usb接口设有若干个，所述若干个usb接口分别连接任意波信号发生器。

5、优选的，所述校准设备本体内部包括校准系统，所述校准系统由中控主机、任意波信号发生器、信号功率放大电路、adcp收发焕能器和adcp系统，所述中空主机即为ｐｃ机，主要负责可编程仪器的控制、任意回波数据的产生以及整个校准系统控制界面的搭建；通过对回波建模和仿真产生了回波数据后需要将回波输出，信号输出模块就是负责将仿真产生的回波信号发送出来，信号输出模块由两台可编程的任意波信号源hdg2022b组成，一台hdg2022b有两个输出通道，可输出两路波形，采用两台仪器组合则能够输出四路回波，在校准时为了与adcp实现同步，信号源还需要接收来自于adcp的触发信号；

6、任意波信号源输出的信号为电信号，然而，adcp换能器所能接收的为声信号，要实现与adcp的对接需要将电信号转换为声信号，因此校准系统需要为每一路信号接上电声换能器以使回波最终以声信号的形式发射出来，一般情况下，任意波信号源产生出的ｌｕ信号功率较小无法直接驱动换能器；

7、所以在任意波信号源与换能器之间耑要加上功率放大模块，对信号源输出的信号功率放大使其能够驱动换能器，所述任意波发生器是仿真实验中的常用仪器，它通过给被测电路或仪器提供各种测试信号来完成测试和校准的需要，一般的信号发生器多用于产生正弦波、方波、三角波等规则波形，而在实际应用中，往往需要一些特殊的非规则波形，如本文中要求的含有多普勒频率信息的任意回波信号，而此时可编程的任意波信号发生器则能满足输出任意回波的需求；

8、所述在校准系统中，任意波信号发生器承担着输出四路多普勒回波信号以及与adcp同步对接的任务，是校准系统的硬件核心，校准系统常用于实验室内或陆上对adcp进行校准，因此在对任意波发生器进行选择时还要兼顾便携性，结合便携性、波形输出的灵活性以及性价比等综合考量，校准系统选择了由青岛汉泰公司生产的一款可编程任意波发生器hdg2022b，该任意波发生器可以通过ｕｓｂ接口与计算机相连，在计算机上通过不同的编程平台和ｓｃｐｉ语句实现对仪器的任意控制，hdg2022b为双通道的信号发生器，因此在校准系统中我们采用了两台hdg2022b实现四通道信号的任意输出，此夕卜，hdg2022b拥有外触发的输出模式，即仪器只有在接收到相应的触发信号之后才产生相应的输出，在这种输出机制下，校准系统完美的解决了与adcp同步的问题；

9、所述adcp收发焕能器和adcp系统通过控制hdg2022b所输出的信号为电信号，而adcp换能器能够接收的为声信号，因此在实现与adcp的对接前，还需要将电信号转换为声信号，这只需要用输出信号来驱动声学换能器将该电信号转换为所需声信号即可，但在实际的转换中，由于任意波信号源输出信号的功率较小，无法驱动换能器，因此在任意波信号源与换能器之间还需要加入一个功率放大的环节；其目的是为了将hdg2022b输出的任意回波进行功率放大以使其功率能够达到驱动声学换能器的程度，出于便携性和相关参数的考虑，我们选择了深圳音美电子的单声道功放板，该功率放大器在供电电压２４ｖ时，４欧姆负载可以输出最大１２０ｗ的功率，电压放大倍数可达３１倍；同时，它的小体积以及良好的散热性都使其能适应不同的应用环境。

10、优选的，所述中控主机通过usb接口连接任意波信号发生器，所述任意波信号发生器通过ch1、ch2、ch3和ch4引脚连接功率放大器，所述信号功率放大电路由若干个功率放大器构成，所述功率放大器通过信号通道连接四路对声接焕能器，所述四路对声接焕能器构成adcp收发焕能器，所述四路对声接焕能器下方通过连接adcp系统，所述adcp系统通过触发信号连接任意波信号发生器设置有的触发通道。

11、优选的，所述电动伸缩杆通过线束连接有控制按钮，所述电动伸缩杆下方开设有t型凹槽，所述t型凹槽通过内嵌连接有t型块，所述t型块下方通过焊接固定有限位板，所述限位板位于底座内部设有的凹槽处，所述电动伸缩杆下方固定黏贴固定月橡胶垫。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

13、1.本一种声学多普勒流速剖面仪adcp的校准设备，通过校准设备本体内部设有的控制主机、任意波信号的输出模块、信号的功率放大以及四路声对接换能器，有利于该设备能够方便的产生出包含丰富信息的任意回波信号，且软硬件均具有良好的灵活性和可扩展性，能够满足大多数adcp的校准需求，同时对adcp设备进行调试及校准，该装置能够模拟产生出四路带有流速垂直分布、流速方向及深度等信息的声回波信号，通过换能器校准装置可以实现与adcp在无水环境下的直接对接测试，实现校准调试，同时该装置可以部分替代实际环境下的水回波，对adcp的基本测流性能进行验证，简化了调试校准流程，提高了adcp研发的效率，使其实用性全面提升，并且通过上述部件，有利于使得该校准设备具有良好的灵活性和可扩展性，使其更加简单方便使用操作该声学多普勒流速剖面仪adcp的校准设备，同时进一步提升该设备的实用性，并且通过底座中间通过凹槽固定有的限位板，使其限位板通过上方设有的t型块通过滑动内嵌到电动伸缩杆下方开设有的t型凹槽，有利于使其有效保证该设备使用时的稳定性，并且通过校准设备本体表面设有的显示屏和控制按钮，有利于更加方便的进行显示波形数据同时更加简单方便的进行操作控制，使其进一步提高整体的实用性。