一种非接触式水表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于非接触式测量计量技术领域，具体涉及一种非接触式水表。解决了现有水表需要安装在水管中，测量灵敏度低，随时间因水分存在，生锈老化等问题，具有安装更换方便，测量灵敏度高，测量精度高等的特点。
【背景技术】
[0002]现代测试计量技术的高精度、高效率、无损伤等高要求决定测试计量技术向着非接触测量方向发展。其中，一些非光学速度测试手段如毫米波雷达、超声波测速仪已投入实用，由于受到方向性差、发散角大等因素的制约，测量精度不够高。近年来，随着激光技术的迅猛发展以及光学器件的不断完善，利用光学手段进行速度测试已成为新的发展方向。
[0003]传统的水表利用将传感器放置在水中，通过感应水流，测定水的流量。这种接触式测量水表安装更换非常麻烦，必须关闭水源才能更换，这给工业生产和人民生活造成极大的阻碍；这种接触式测量水表由于长期放置在水管中，水表采用的管材也会生锈，老化；这种接触式测量水表测量灵敏度低，测量精度低。
[0004]针对上述问题，本实用新型利用激光多普勒效应产生的频移和速度的线性关系，通过探测多普勒频移推算出水流速度，根据水管直径可以计算出流量，具有安装更换方便，测量灵敏度高，测量精度高等的特点。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是克服现有技术中接触式水表安装更换不方便，测量灵敏度低，测量精度低等问题。
[0006]为此，本实用新型提供了一种非接触式水表，包括:激光发生装置，聚光镜，透明自来水管，光电倍增管，多普勒信号滤波放大模块，多普勒频率检测解算模块，流量换算显示模块，激光发生装置固定支架，光电倍增管固定支架，其中聚光镜固定在激光发生装置上，激光发生装置通过激光发生装置固定支架固定在透明自来水管上，光电倍增管通过光电倍增管固定支架固定在透明自来水管上，多普勒频率检测解算模块通过多普勒信号滤波放大模块与光电倍增管相连接，多普勒频率检测解算模块(6)与流量换算显示模块连接。
[0007]上述的一种非接触式水表，其特征在于:激光发生装置包含大功率激光电源。
[0008]上述的一种非接触式水表，其特征在于:激透明自来水管需要使用透明材料组成。
[0009]上述的一种非接触式水表，其特征在于:多普勒信号滤波放大模块使用低噪声放大器。
[0010]上述的一种非接触式水表，其特征在于:多普勒频率检测解算模块必须选用高速DSP或者FPGA处理器。
[0011]本实用新型的有益效果:本实用新型提供的这种非接触式水表，包括:激光发生装置，聚光镜，透明自来水管，光电倍增管，多普勒信号滤波放大模块，多普勒频率检测解算模块，流量换算显示模块，激光发生装置固定支架，光电倍增管固定支架，其中聚光镜固定在激光发生装置上，激光发生装置通过激光发生装置固定支架固定在透明自来水管上，光电倍增管通过光电倍增管固定支架固定在透明自来水管上，多普勒频率检测解算模块通过多普勒信号滤波放大模块与光电倍增管相连接，多普勒频率检测解算模块与流量换算显示模块连接。本实用新型一种非接触式水表，具有安装更换方便，测量灵敏度高，测量精度高等的特点。
[0012]以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
【附图说明】
[0013]图1是一种非接触式水表示意图。
[0014]附图标记说明:1、激光发生装置，2、聚光镜，3、透明自来水管，4、光电倍增管，5、多普勒信号滤波放大模块，6、多普勒频率检测解算模块，7、流量换算显示模块，8、激光发生装置固定支架，9、光电倍增管固定支架。
【具体实施方式】
[0015]实施实例I
[0016]如图1是一种非接触式水表，包括:激光发生装置1，聚光镜2，透明自来水管3，光电倍增管4，多普勒信号滤波放大模块5，多普勒频率检测解算模块6，流量换算显示模块7，激光发生装置固定支架8，光电倍增管固定支架9，其中聚光镜2固定在激光发生装置I上，激光发生装置I通过激光发生装置固定支架8固定在透明自来水管3上，光电倍增管4通过光电倍增管固定支架9固定在透明自来水管上，多普勒频率检测解算模块6通过多普勒信号滤波放大模块5与光电倍增管4相连接，多普勒频率检测解算模块6与流量换算显示模块7连接。在使用过程，激光发生装置发射激光，激光倍增管检测散射光信号，通过放大信号处理，多普勒频率检测模块，可以检测多普勒频率，根据管子直径可以得出瞬时的流量，长时间累积就可以得到流量。
[0017]实施实例2
[0018]在实施实例I的基础上，一种非接触式水表激光发生装置I包含大功率激光电源，功率电源可以保证激光的正常发射，功率越大，测量灵敏度越高，本实施实例中的光路结构选用线偏振光He-Ne激光器作为光源，发散角为1.3mrad,波长为632.8纳米，光点小，光强集中，并具有相干性！单色性好！方向性强和亮度高等优点，可满足测量要求。
[0019]实施实例3
[0020]在实施实例I的基础上，一种非接触式水表，激透明自来水管3需要使用透明材料组成，透明材料允许更多的光透射，采用普通的透明水管材料，有利于光透射。
[0021]实施实例4
[0022]在实施实例I的基础上，一种非接触式水表，多普勒信号滤波放大模块5使用低噪声放大器，低噪声放大器可以保证引入较低的环境噪声，本实施实例中采用德州仪器公司的OPA2227运算放大器，这个运放低噪声，宽带宽，稳定时间5us，高共模抑制比138dB，高开环增益160dB，低输入偏置电流ΙΟηΑ，低偏移电压100uV，宽电源电压，这样有利于多普勒信号的检测。
[0023]实施实例5
[0024]在实施实例I的基础上，一种非接触式水表多普勒频率检测解算模块6必须选用高速DSP或者FPGA处理器，流速检测保证实时性，系统选用德州仪器公司的TMS320F2812处理器，TMS320F2812处理器是德州仪器公司的32为定点DSP处理器，该DSP采用围绕8条总线的改进型哈佛结构，CPU经过专门的硬件逻辑设计，指令的执行采用流水线方式，加上高度专业化的指令系统使得F2812具有高度的并行性、实时性。内置双采样和保持的12位精度模数转换器(ADC)，80ns流水线转换时间；由于输入信号是模拟信号，但数字信号处理器只能够处理数字信号，这就要求对信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号，然后再进行处理。TMS320F2812可以保证信号处理实时性，从而保证水流量的实时监测。
[0025]以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种非接触式水表，其特征在于包括:激光发生装置(I )，聚光镜(2)，透明自来水管(3)，光电倍增管(4)，多普勒信号滤波放大模块(5)，多普勒频率检测解算模块(6)，流量换算显示模块(7)，激光发生装置固定支架(8)，光电倍增管固定支架(9)，其中聚光镜(2)固定在激光发生装置(I)上，激光发生装置(I)通过激光发生装置固定支架(8)固定在透明自来水管(3 )上，光电倍增管(4 )通过光电倍增管固定支架(9 )固定在透明自来水管上，多普勒频率检测解算模块(6)通过多普勒信号滤波放大模块(5)与光电倍增管(4)相连接，多普勒频率检测解算模块(6)与流量换算显示模块(7)连接。
2.如权利要求1所述的一种非接触式水表，其特征在于:激光发生装置(I)包含大功率激光电源。
3.如权利要求1所述的一种非接触式水表，其特征在于:激透明自来水管(3)需要使用透明材料组成。
4.如权利要求1所述的一种非接触式水表，其特征在于:多普勒信号滤波放大模块(5)使用低噪声放大器。
5.如权利要求1所述的一种非接触式水表，其特征在于:多普勒频率检测解算模块(6)必须选用高速DSP或者FPGA处理器。
【专利摘要】本实用新型属于非接触式测量计量技术领域，具体提供了一种非接触式水表，包括：激光发生装置（1），聚光镜（2），透明自来水管（3），光电倍增管（4），多普勒信号滤波放大模块（5），多普勒频率检测解算模块（6），流量换算显示模块（7），激光发生装置固定支架（8），光电倍增管固定支架（9），解决了现有水表需要安装在水管中，测量灵敏度低，随时间因水分存在，生锈老化等问题，具有安装更换方便，测量灵敏度高，测量精度高等的特点。
【IPC分类】G01F1-66
【公开号】CN204359369
【申请号】CN201420783723
【发明人】刘龙超
【申请人】西安丁子电子信息科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月12日