本技術(shù)涉及集成式時(shí)差法超聲波流速儀控制電路及組件，特別是時(shí)差法超聲波流速儀。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有超聲波流速儀，例如申請(qǐng)人在先申請(qǐng)專利cn206876233u一種改進(jìn)型超聲波換能器，其用于安裝探頭，進(jìn)行信號(hào)采集，然后，將采集信號(hào)通過(guò)電纜輸出到岸上的處理模塊板上，處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，形成河道流速信息。

2、申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)這類結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題，因?yàn)檫@樣設(shè)備一般存放于野外，其傳輸?shù)牧魉傩畔⑷菀妆唤厝?，從而?dǎo)致國(guó)家水文信息泄露；在各處真實(shí)的實(shí)時(shí)流速信息需要經(jīng)過(guò)電纜輸送到處理模塊上，其容易產(chǎn)生信號(hào)干擾或信號(hào)泄露等技術(shù)問(wèn)題，并且在計(jì)算流速時(shí)，因處理模塊和換能器的連接線纜導(dǎo)致信號(hào)傳輸時(shí)間延遲，處理模塊無(wú)法精準(zhǔn)計(jì)算超聲在水中的準(zhǔn)確傳輸時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題總的來(lái)說(shuō)是提供一種集成式時(shí)差法超聲波流速儀。

2、為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

3、為了實(shí)現(xiàn)集成化安裝，減少電纜造成的信號(hào)干擾或損失，保證數(shù)據(jù)的安全性，采用一種集成式時(shí)差法超聲波流速儀，包括外殼體；外殼體具有內(nèi)腔部；

4、在內(nèi)腔部設(shè)置有線路板；在線路板上設(shè)置有處理器mcu及控制電路；

5、在外殼體上設(shè)置有探頭部；

6、處理器mcu通過(guò)控制電路電連接探頭部。

7、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

8、為了實(shí)現(xiàn)合理安裝，外殼體具有位于內(nèi)腔部?jī)蓚?cè)的前止口及后止口；

9、探頭部設(shè)置在前止口上；

10、在后止口設(shè)置有蓋板部；

11、在蓋板部上設(shè)置有螺帽部，用于連接電纜；

12、為了實(shí)現(xiàn)僅流速輸出或隱藏暗碼輸出，減少流水信息的輸出，處理器mcu與后臺(tái)無(wú)線或有線連接。

13、為了實(shí)現(xiàn)在有限的空間內(nèi)安裝各部件，將線路部采用分層設(shè)置，同時(shí)間隔設(shè)置，在內(nèi)腔部中設(shè)置有連接件，用于安裝線路板于外殼體；

14、線路板至少包括分層間隔設(shè)置的線路板a與線路部b；

15、線路板包括線路板a與線路部b；

16、連接件包括對(duì)應(yīng)的線路板a與線路部b的六方柱a與六方柱b；

17、為了實(shí)現(xiàn)固定安裝，六方柱a與六方柱b結(jié)構(gòu)相同；在六方柱a與六方柱b兩端分別設(shè)置有可螺紋連接的螺孔部與螺柱頭；

18、在螺柱頭根部處設(shè)置有臺(tái)階部；

19、線路板a通過(guò)六方柱b的臺(tái)階部與線路板a的底端夾持固定；

20、為了避免圓形外形不易安裝與放置，外殼體外側(cè)壁具有扁部。

21、作為進(jìn)一步改進(jìn)，為了優(yōu)化控制，控制電路包括光控固態(tài)繼電器u1及光控固態(tài)繼電器u2；

22、在光控固態(tài)繼電器u1中，

23、光控固態(tài)繼電器u1_6接探頭部vdd端；

24、光控固態(tài)繼電器u1_4、光控固態(tài)繼電器u2_6共同接探頭部的連接端子jp1；

25、光控固態(tài)繼電器u1_1接入供電電路；

26、光控固態(tài)繼電器u1_2接入mos管q1的漏極；

27、mos管q1源極接地，mos管q1柵極通過(guò)激勵(lì)電路控制信號(hào)powsend接處理器mcu；

28、在激勵(lì)電路控制信號(hào)powsend上設(shè)置有柵極限流電阻r2；mos管q1柵極接地；

29、在光控固態(tài)繼電器u2中，

30、光控固態(tài)繼電器u2_4接處理器mcu接收電路signal_in端，

31、光控固態(tài)繼電器u2_1接入供電電路；

32、光控固態(tài)繼電器u2_2接入mos管q2的漏極；

33、mos管q2源極接地，mos管q2柵極通過(guò)接收信號(hào)控制powrev接處理器mcu；

34、在接收信號(hào)控制powrev上設(shè)置有柵極限流電阻r6；mos管q2柵極接地。

35、作為供電改進(jìn)，線路板電連接供電電路；

36、其為優(yōu)選，供電電路包括電源以及與電源電連接的變壓器，用于將輸入電壓變?yōu)楣╇婋娫磛cc3v3；電源包括市電和/或電池組；

37、rc濾波模塊包括并聯(lián)的電容c1與電阻r5；

38、在連接端子jp1兩輸入端子之間并聯(lián)有rc濾波模塊及tvs二極管d1。

39、作為單獨(dú)保護(hù)，一種集成式時(shí)差法超聲波流速儀的控制電路，控制電路包括光控固態(tài)繼電器u1及光控固態(tài)繼電器u2；

40、在光控固態(tài)繼電器u1中，

41、光控固態(tài)繼電器u1_6用于接探頭部vdd端；

42、光控固態(tài)繼電器u1_4、光控固態(tài)繼電器u2_6用于共同接探頭部的連接端子jp1；

43、光控固態(tài)繼電器u1_2接入mos管q1的漏極；

44、mos管q1源極接地，mos管q1柵極用于通過(guò)激勵(lì)電路控制信號(hào)powsend接處理器mcu；處理器mcu采用的型號(hào)包括stc15f104w-35i-sop或stm32f103rct6等現(xiàn)有技術(shù)。

45、在光控固態(tài)繼電器u2中，

46、光控固態(tài)繼電器u2_4接處理器mcu接收電路signal_in端，

47、光控固態(tài)繼電器u2_2接入mos管q2的漏極；

48、mos管q2源極接地，mos管q2柵極通過(guò)接收信號(hào)控制powrev接處理器mcu。

49、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

50、光控固態(tài)繼電器u1_1通過(guò)限流電阻r1接入供電電路；

51、在激勵(lì)電路控制信號(hào)powsend上設(shè)置有柵極限流電阻r2；

52、mos管q1柵極通過(guò)柵極接地電阻r3接地；

53、光控固態(tài)繼電器u2_1通過(guò)限流電阻r4接入供電電路；

54、在接收信號(hào)控制powrev上設(shè)置有柵極限流電阻r6；mos管q2柵極通過(guò)柵極接地電阻r7接地。

55、線路板電連接供電電路；

56、供電電路包括電源以及與電源電連接的變壓器，用于將輸入電壓變?yōu)楣╇婋娫磛cc3v3；電源包括市電和/或電池組；

57、rc濾波模塊包括并聯(lián)的電容c1與電阻r5；

58、在連接端子jp1兩輸入端子之間并聯(lián)有rc濾波模塊及tvs二極管d1。

59、作為系統(tǒng)保護(hù)，一種流速儀組件，包括配對(duì)設(shè)置的主機(jī)及從機(jī)；

60、主機(jī)和/或從機(jī)采用上述的集成式時(shí)差法超聲波流速儀。

61、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

62、主機(jī)及從機(jī)分別用于在河岸兩側(cè)安裝；

63、當(dāng)主機(jī)側(cè)為發(fā)送側(cè)激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，此時(shí)主機(jī)側(cè)的powsend為高電平狀態(tài)、powrev為低電平狀態(tài)，mos管q1處于導(dǎo)通狀態(tài)、mos管q2處于斷開狀態(tài)，vdd通過(guò)光控固態(tài)繼電器u1二次側(cè)與探頭部處于相連狀態(tài)，探頭部與signal_in處于斷開狀態(tài)；從機(jī)側(cè)為接收側(cè)接收狀態(tài)，從機(jī)側(cè)powsend為低電平狀態(tài)、powrev為高電平狀態(tài)，mos管q1斷開、mos管q2導(dǎo)通，從機(jī)vdd與探頭部處于斷開狀態(tài)，探頭部通過(guò)固態(tài)繼電器u2與signal_in處于相連狀態(tài)。

64、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)原始數(shù)據(jù)的保密，其模塊之間距離短，減少延時(shí)等誤差，減少干擾與數(shù)據(jù)丟失，抗干擾性好，集成度高，通過(guò)定位模塊可以有效防止沉降，可以內(nèi)置水位傳感器。

65、作為電路部分的改進(jìn)效果，其中，jp1為連接端子，向外連接探頭部；d1為tvs二極管，起到保護(hù)作用，可根據(jù)探頭部6激勵(lì)電壓值選配；c1、r5共同組成簡(jiǎn)單rc濾波，可以濾除高頻噪聲；u1、u2為同型號(hào)光控固態(tài)繼電器，其耐壓值選擇等與設(shè)計(jì)探頭部6激勵(lì)電壓相關(guān)；其中u1_6所連接vdd為探頭部6激勵(lì)，多用變壓器等方式輸出高壓信號(hào)，其頻率與探頭部6頻率一致；u2_4所連接signal_in為處理器mcu接收電路，當(dāng)探頭部6接收到信號(hào)后由此輸出至后級(jí)處理電路，后級(jí)處理電路多用da轉(zhuǎn)換等實(shí)現(xiàn)信號(hào)分析；u1、u2開關(guān)受前級(jí)電路控制，電源選用3.3v進(jìn)行舉例說(shuō)明，不是限制，可根據(jù)所選擇固態(tài)繼電器選擇合適電源；r1、r4起到限流電阻作用；q1、q2為mos開關(guān)管；r3、r7為柵極接地電阻；r2、r6為柵極限流電阻；powsend為激勵(lì)電路控制信號(hào)，powrev為接收信號(hào)控制；分別在探頭部6兩種工作狀態(tài)時(shí)給予高電平即可；本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、成本低廉、結(jié)實(shí)耐用、安全可靠、操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、節(jié)約資金、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便。