本實用新型涉及水文測量領(lǐng)域，尤其涉及一種水文纜道水底無線測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前基層水文站在開展流量測驗項目的工作中，施測垂線水深多采用鉛魚下放河底計數(shù)方式測量，這種方式存在三個問題：一是計數(shù)精度不高；二是部分測站屬于亂石河床，易損壞鉛魚上的設(shè)備，嚴(yán)重時導(dǎo)致鉛魚被亂石卡住，對水文纜道形成極大的安全威脅；三是流速大時，鉛魚無法下放到河底，只能采用借用水深方法來進行流量計算。

部分水文站采用便攜式超聲波測深儀通過電臺傳輸實現(xiàn)測深，但便攜式測深儀由于功率小、數(shù)據(jù)處理簡單，造成一是測量范圍不夠（不超過10m），二是測深數(shù)據(jù)波動范圍大而無法確定真值，故一般只能在水深小、含沙量小、河床比較平坦的水文站使用。

鑒于目前水文纜道的測深方式，不完全適應(yīng)大水深（大于10m）、高流速（大于5m/s）、較大含沙量（大于5kg/m3）的測流斷面的測深，極大地影響了流量的測驗精度，使得水文測驗、水文報汛的服務(wù)工作質(zhì)量受到一定的影響，嚴(yán)重影響了水文“參謀”、水文“耳目”的地位和作用，因此急需研制一種可以在水文纜道上較精確測量測流斷面的設(shè)備，以解決不同水深、不同水流條件、不同泥沙條件下的測驗斷面的水深測驗的精度問題，特別是解決大水深（大于10m）、高流速（大于5m/s）、較大含沙量（大于5kg/m3）的測流斷面的測深精度問題，填補國內(nèi)斷面測驗水深測驗技術(shù)空白，以提高水文為國家防汛、抗旱工作服務(wù)的質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，適應(yīng)現(xiàn)實需要，從而提供了一種水文纜道水底無線測量系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種水文纜道水底無線測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括水下超聲波測深裝置、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置和控制裝置，所述水下超聲波測深裝置包括鉛魚本體、測深模塊、水位計和換能器，所述換能器安裝在鉛魚本體底端，與測深模塊相連，用以向水底發(fā)射超聲波信號并將反射回的聲波信號發(fā)送至所述測深模塊；所述水位計安裝在鉛魚本體底端，與所述測深模塊相連，用以測量水位和溫度并發(fā)送至測深模塊；所述測深模塊設(shè)置在鉛魚本體內(nèi)，與數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置相連，用以根據(jù)換能器和水位計采集的信號進行數(shù)據(jù)處理以獲取水深數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和水溫數(shù)據(jù)，所述測深模塊內(nèi)嵌有第一電臺，用于實現(xiàn)與數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置的數(shù)據(jù)傳輸；所述數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在岸邊，包括數(shù)字信號處理器及與其連接的網(wǎng)卡和第二電臺，所述網(wǎng)卡與控制裝置相連，所述第二電臺與所述第一電臺相連；所述控制裝置設(shè)置在岸邊，用以發(fā)送控制指令和接收并處理回傳數(shù)據(jù)；

優(yōu)選地，所述水位計采用HR8003型壓力式水位計。

優(yōu)選地，所述測深模塊為單頻多波束測深儀、雙頻單波束測深儀或多波束測深儀中的一種。

優(yōu)選地，所述控制裝置為PC機或筆記本。

優(yōu)選地，所述測深模塊和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置上分別設(shè)有第一電臺天線和第二電臺天線，所述第一電臺天線與所述測深模塊內(nèi)的第一電臺相連，所述第二電臺天線與所述數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置內(nèi)的第二電臺天線相連。

本實用新型通過將測深模塊嵌入在鉛魚本體內(nèi)，測深模塊與岸邊的信號中轉(zhuǎn)裝置通過各自嵌入的電臺進行通訊，實時傳回測深、水位和水溫數(shù)據(jù)并在數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置將數(shù)據(jù)打包通過網(wǎng)口發(fā)送給岸邊控制裝置，實時顯示測量水深、水位和水溫數(shù)據(jù)，解決了鉛魚測深效率低下，高性能測深系統(tǒng)難以開展測量這兩個關(guān)鍵性難題。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種水文纜道水底無線測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-水下超聲波測深裝置，11-鉛魚本體， 12-測深模塊，121-第一電臺，13-水位計，14-換能器，2-數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置，21-數(shù)字信號處理器，22-網(wǎng)卡，23-第二電臺，3-控制裝置。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。需要說明的是，附圖僅為示例性說明，并未按照嚴(yán)格比例繪制，而且其中可能有為描述便利而進行的局部放大、縮小，對于公知部分結(jié)構(gòu)亦可能有一定缺省。

圖1為本實用新型的一種水文纜道水底無線測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，本實用新型的一種水文纜道水底無線測量系統(tǒng)包括水下超聲波測深裝置1、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2和控制裝置3。

水下超聲波測深裝置1通過纜道放入水中，其包括鉛魚本體11、測深模塊12、水位計13和換能器14。換能器14安裝在鉛魚本體11底端，與測深模塊12相連，負(fù)責(zé)向水底發(fā)射超聲波信號并將反射回的聲波信號發(fā)送至測深模塊12。水位計13安裝在鉛魚本體11底端，與測深模塊12相連，負(fù)責(zé)測量水位（鉛魚本體入水深度）和溫度并發(fā)送至測深模塊12。測深模塊12設(shè)置在鉛魚本體11內(nèi)，與數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2相連，負(fù)責(zé)根據(jù)換能器14和水位計13采集的信號進行數(shù)據(jù)處理以獲取水深數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和水溫數(shù)據(jù)。測深模塊12內(nèi)嵌有第一電臺121，負(fù)責(zé)實現(xiàn)與數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2的數(shù)據(jù)傳輸。

其中，水位計13采用HR8003型壓力式水位計，HR8003型壓力式水位計是用于水位和水溫測量的水文儀器，其采用先進的混合信號處理技術(shù)，克服了傳統(tǒng)模擬電路模塊的缺點，可以實現(xiàn)全量程數(shù)字化線性校正，全溫區(qū)數(shù)字化溫度誤差補償；可廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程、礦山、水文水利、地質(zhì)勘探等行業(yè)的水位和水溫測量。測深模塊12為單頻多波束測深儀、雙頻單波束測深儀或多波束測深儀中的任意一種。換能器14的類型由選取的測深模塊12類型而定。

數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2設(shè)置在岸邊，包括數(shù)字信號處理器21及與其連接的網(wǎng)卡22和第二電臺23，網(wǎng)卡22與控制裝置3相連，第二電臺23與第一電臺121相連。當(dāng)然，為了增強無線通訊元件的通訊性能，還可進一步在水下超聲波測深裝置1上設(shè)置與測深模塊12內(nèi)第一電臺121相連的第一電臺天線，和在數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2上設(shè)置與第二電臺23相連的第二電臺天線，以提高網(wǎng)絡(luò)連接能力。

控制裝置3設(shè)置在岸邊，用以發(fā)送控制指令和接收并處理回傳數(shù)據(jù)?？刂蒲b置為PC機或筆記本。

測量時，岸邊控制裝置3發(fā)送測深命令，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2內(nèi)網(wǎng)卡22接收測深命令，由數(shù)字信號處理器21將測深命令進行編碼后由第二電臺23發(fā)送出去。水中鉛魚本體11內(nèi)的測深模塊12啟動，并控制換能器14和水位計13工作。換能器14和水位計13分別將各自采集的信號發(fā)送至測深模塊12，由測深模塊12進行信號處理以獲取水深數(shù)據(jù)、水位數(shù)據(jù)和水溫數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進行壓縮打包后由第一電臺121發(fā)送出去。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2內(nèi)第二電臺23接收壓縮打包的數(shù)據(jù)，由數(shù)字信號處理器21進行數(shù)據(jù)解壓縮和轉(zhuǎn)換后通過網(wǎng)卡22發(fā)送至控制終端1，由控制終端1進行數(shù)據(jù)處理并顯示。

綜上，本實用新型的水文纜道水底無線測量系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

1．測深模塊將測深模塊嵌入在鉛魚本體內(nèi)，無特殊安裝需求，安裝方便易集成。

2．嵌入式電臺工作范圍完全滿足跨江測量作業(yè)，保證測量可靠。

3．測量人員室內(nèi)操作即可，無需涉水測量，保證測量安全。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“相連”“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。如，控制裝置1可通過網(wǎng)線與數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2相連，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)裝置2通過電臺與測深模塊12相連，測深模塊12通過電纜與換能器14和水位計13相連。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。