專利名稱：一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀。
背景技術(shù)：
我國北方山區(qū)特別是華北地區(qū)洪水屬于突發(fā)型洪水，峰高浪大，峰型尖瘦，沖淤嚴重，致使洪水測驗極為困難。盡管近年來不少新型水文測驗儀器被推廣應用，并且水文自動化程度越來越高，但基本不適合于我省山區(qū)洪水測流。目前，我省所使用的纜道信號儀用纜道循環(huán)索和地線來構(gòu)成傳輸線路，實現(xiàn)流速、水面及河底信號(水深)的傳遞。其存在問題是要求纜道對大地絕緣，這一點要求非常高，使用中一遇雨天，絕緣性能下降，信號便時有時無，很不穩(wěn)定，嚴重影響了水文纜道設備的使用及水文測驗工作的正常開展。目前，我國的山區(qū)測洪手段主要有(1)流速儀法。其配套設施主要是懸索、懸桿、 吊箱纜道以及測船。但是，如果遇到大洪水浪大，而且漂浮物較多，用流速儀很難測到完整的洪水工程。而且很多纜道的傳輸信號不穩(wěn)定或不能正常運用，還存有工作人員的安全隱患。( 浮標法。這是目前水文系統(tǒng)應用較多的特大洪水測驗手段，但浮標受型式形狀、 風力影響，浮標系數(shù)難以取得，造成測驗精度不高。( 電波流速儀。在21世紀初期，非接觸式的電波流速儀投入水文測洪中，它可以測定水面一點(小區(qū)域)流速，測流精度不高， 近年來，電波流速儀得以快速發(fā)展，尤其是從美國進口的雷達測速槍，因其靈活、輕便，精度高，被廣泛投入使用。但這種測流儀器僅能滿足于單點測流，不能直接測量斷面平均流速， 也不能連續(xù)測量和自動存儲。(4)ADCP測流系統(tǒng)。該儀器由美國進口，自動程度高，精度高。 很多水流穩(wěn)定、無漂浮物的人工調(diào)水工程的流量監(jiān)測應用了該設備。但該儀器不能滿足漂浮物較多的洪水測流。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀，由于采用無線傳輸，因此也就不再要求整個纜道對地絕緣，而且鉛魚到操作室之間不再有信號線，免除信號線維護困難; 收集到的流速、水面及河底信號均為強信號，抗干擾能力非常強。不會再出現(xiàn)信號時有時無的現(xiàn)象，為測流提供了保障，提高了工作效率。免除了信號調(diào)試的工作量；采用最新數(shù)字信號發(fā)射及接收裝置，大大提高了信號傳輸?shù)目煽?；采用?shù)字信號傳輸，不同信號采用不同的編碼，使得各種信號在無線傳輸過程中不會混淆，譯碼準確；安裝方便，由于不再有鉛魚到操作室之間的信號線，也不用河底到操作室的地線，大大減少了安裝及維護的工作量；只需將發(fā)射儀安裝在鉛魚上方懸吊索上，接收儀放在操作室，就可以工作了，尤其是改造現(xiàn)有有線信號儀纜道時非常方便；接收到的信號全部實行數(shù)字顯示，便于接入計算機直接處理。該種傳輸儀不僅構(gòu)造簡單、操作容易，而且傳輸數(shù)據(jù)準確、及時，時效性強。為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀，其組成包括野外監(jiān)測點設備和測站站房設備。 所述野外監(jiān)測點設備主要有測速鉛魚和無線信號發(fā)射儀組成，測速鉛魚上安裝有4條信號線，一條流速信號線接流速儀，一條水面信號線接測速鉛魚尾翼的水面信號傳感器，一條河底信號接測速鉛魚底板的水底傳感器，還有一條公共地線接測速鉛魚，無線信號發(fā)射儀由信號編碼裝置和信號發(fā)射裝置組成，所述測站站房設備主要由信號接收和譯碼裝置和信號存儲顯示裝置組成，后者上裝有存儲計數(shù)計算裝置和數(shù)據(jù)顯示器，并連接有水深顯示儀表和起點距顯示儀表，野外監(jiān)測點設備和測站站房設備分別配備有獨立電源。所述流速儀每轉(zhuǎn)動若干圈，信號發(fā)射儀發(fā)送一個信號給接收儀。所述測速鉛魚懸空時，電源即斷開。所述信號接收儀可利用移動網(wǎng)對漲水信息進行手機報警。該無線型水文纜道測流監(jiān)控儀全部采用數(shù)字信號傳輸。無線信號發(fā)射儀將收集到的信號編碼后發(fā)送到無線信號接收儀，所述的無線信號接收儀具有測速時間設定、流速儀參數(shù)設定、流速自動運算功能，利用數(shù)顯儀可實現(xiàn)測速歷時、轉(zhuǎn)數(shù)、流速值、水深、起點距、供電電池電壓、發(fā)送漲水信息等數(shù)據(jù)顯示等功能。由單片機譯碼，區(qū)分出流速、水面及河底信號，數(shù)顯儀表顯示相應的流速、水深、起點距數(shù)據(jù)。由于所述的無線信號發(fā)射儀的三個傳感器所發(fā)出的信號都是強信號，各自獨立， 不會受到周圍環(huán)境的干擾，不會再出現(xiàn)信號時有時無的現(xiàn)象，為測流提供了保障，提高了工作效率。其二是由于采用了無線傳輸，不僅不再有測速鉛魚到測站站房之間的信號線，也不用河底到測站站房的地線，大大減少了安裝及維護的工作量，免除了對整個纜道的絕緣性能要求。其三是該種傳輸儀采用數(shù)字信號傳輸，不同信號采用不同的編碼，使得各種信號在無線傳輸過程中不會混淆，且譯碼準確，又便于將信號接入計算機進行處理。

下面根據(jù)實施例和附圖對本實用新型作進一步詳細說明。圖1是一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀的野外監(jiān)測點設備應用功能模塊組成示意圖；圖2是本實用新型所述一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀測站站房設備功能模塊組成示意圖；圖3是本實用新型所述的一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀的信號發(fā)射儀電路原理圖；圖4是本實用新型所述的一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀的信號接收儀電路原理圖；圖中1、測速鉛魚；2、水面?zhèn)鞲衅鳎?、流速儀；4、水底傳感器；5、電源；6、信號采集處理系統(tǒng)；7、信號發(fā)射儀；8、信號編碼裝置；9、信號發(fā)射裝置10、信號接收和譯碼裝置；11、信號接收儀；12、控制電路模塊；13、存儲基數(shù)計算裝置；14、數(shù)據(jù)顯示器；15、電源；16、水深顯示儀；17、起點距顯示儀；18、水位報警發(fā)射儀
具體實施方式
[0022]如圖1至5所示，給出了本實用新型所述的一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀的具體實施例，圖中，野外監(jiān)測點設備有一個獨立供電電源5，其它設備主要有測速鉛魚1和無線信號發(fā)射儀7，前者共有四條信號線，一條接測速鉛魚1本身，另外三條分別連接流速儀 3、測速鉛魚1尾翼的水面信號傳感器2和底板的水底傳感器4，傳感器收集的信號傳輸?shù)叫盘柌杉幚硐到y(tǒng)6，然后傳送到信號發(fā)射儀7，經(jīng)信號編碼裝置8編碼處理后，由信號發(fā)射裝置9發(fā)送到測站房，測站房設備有獨立的供電電源15，所有設備均連接控制電路模塊12，信號被信號接收和譯碼裝置10接收處理后傳送到信號接收儀11，經(jīng)過存儲計數(shù)計算裝置13 處理后，在數(shù)據(jù)顯示器14上顯示出數(shù)據(jù)。信號接收儀11還連接有水深顯示儀16和起點距顯示儀17，用于顯示水深數(shù)據(jù)和起點距數(shù)據(jù)。本實用新型所述的一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀可進行以下幾種監(jiān)測，一是漲水監(jiān)測將水面?zhèn)鞲衅?懸在漲水報警高度處，待水位上漲到達該高度時，經(jīng)水位報警發(fā)射儀18發(fā)短信至值班員，進行報警。其二是水深測量測速鉛魚1下降到水面時水面指示燈亮，聲音提示，水深數(shù)顯儀16自動復位，顯示“0. 00”。測速鉛魚1下降接觸河底時，河底指示燈亮，聲音提示，水深表停止工作，工作人員記錄水深數(shù)顯表顯示值即為水深。其三是流速測量測速鉛魚1提升在水中設定位置，按下測速鍵，測速開始。到達設定時間(如60秒) 時，信號發(fā)射儀7會自動等待下一個流速信號發(fā)出后停止工作，并記錄實際測速時間(如 61. 2秒)，信號接收儀11儀表顯示流速值、時間、轉(zhuǎn)數(shù)。按復位鍵后儀表清零，顯示設定時間，進行下條垂線流速測量。無線信號發(fā)射儀處采用一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編碼電路 PT2262，最多可有12位三態(tài)地址端管腳，任意組合可提供531441地址碼，最多可有6位數(shù)據(jù)端管腳，設定的地址碼和數(shù)據(jù)碼以串行方式輸出，發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字。其SWO、SffU SW2分別代表水面信號(也稱入水信號)、流速信號、河底信號。三個信號分別接到13、12、11三個數(shù)據(jù)端。當三個數(shù)據(jù)端任一個處于高電位時，模塊18腳(Vcc)上電，發(fā)射儀開始工作，從17腳串行向外發(fā)射經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)信號。模塊的1-8腳可作為地址碼，可以設定一個固定的值，用來同接收端進行配對用。 即發(fā)射儀的1-8腳，哪個為“1”，哪個為“0”，接收儀的1-8腳須設置為相同的電位，否則接收不到信號，提高設備的抗干擾能力。地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個窄脈沖表示“0” ；兩個寬脈沖表示“ 1 ” ；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“F”也就是地址碼的“懸空”。當18腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的18腳輸出的數(shù)字信號。當18腳為高電平時，高頻發(fā)射電路起振，從17腳向外發(fā)射代表整個模塊當前狀態(tài)的一組碼字，只要18腳為“1”，發(fā)射就不間斷地進行。發(fā)射儀發(fā)射的信號為一組一組連續(xù)的315MHz高頻等幅信號。每一組由地址碼和數(shù)據(jù)碼組成，并由同步碼隔開。數(shù)據(jù)接收儀采一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用解碼電路PT2272，與 PT2262同步使用。同樣設1-8腳為地址管腳，11-12為數(shù)據(jù)管腳。1_8的地址腳一定要與 2262的相應地址腳電位相同，才能收到信號。信號的編碼是PT2262內(nèi)部集成的單片機完成，由2262的17腳發(fā)出。編碼由同步碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼組成。2272由14腳接收這些編碼字信號，同樣由內(nèi)部集成的單片機軟件進行譯碼。譯碼程序首先找到同步碼，同步碼之間的就是一組地址碼和數(shù)據(jù)碼。2262每次發(fā)射時至少發(fā)射4組字碼，2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼時才會把數(shù)據(jù)碼的“1”驅(qū)動相應的數(shù)據(jù)輸出端為高電平并驅(qū)動VT端同步為高電平。這樣，隨著2262 連續(xù)不斷的發(fā)射過來不同的數(shù)據(jù)碼，2272的數(shù)據(jù)端就保持與2262的相應數(shù)據(jù)端具有相同的電位。完成了數(shù)據(jù)的無線傳送任務。
權(quán)利要求1.一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀，其組成包括野外監(jiān)測點設備和測站站房設備，其特征在于，所述野外監(jiān)測點設備主要有測速鉛魚(1)和無線信號發(fā)射儀(7)，測速鉛魚(1) 上安裝有4條信號線，一條流速信號線接流速儀(3)，一條水面信號線接測速鉛魚(1)尾翼的水面信號傳感器O)，一條河底信號接測速鉛魚(1)底板的水底傳感器G)，還有一條公共地線接測速鉛魚(1)，無線信號發(fā)射儀(7)由信號編碼裝置(8)和信號發(fā)射裝置(9)組成；所述測站站房設備主要由信號接收和譯碼裝置(10)和信號存儲顯示裝置(11)組成，后者上裝有存儲計數(shù)計算裝置(1 和數(shù)據(jù)顯示器(14)，并連接有水深顯示儀表(16)和起點距顯示儀表(17)，野外監(jiān)測點設備和測站站房設備分別配備有獨立電源( 和電源(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀，其特征在于，所述流速儀 (3)每轉(zhuǎn)動若干圈，信號發(fā)射儀(7)發(fā)送一個信號給接收儀(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀，其特征在于，所述測速鉛魚(1)懸空時，電源(5)即斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀，其特征在于，所述信號接收儀(11)可利用移動網(wǎng)對漲水信息進行手機報警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀，其特征在于，該無線型水文纜道測流監(jiān)控儀全部采用數(shù)字信號傳輸。
專利摘要一種無線型水文纜道測流監(jiān)控儀，其組成包括野外監(jiān)測點設備和測站站房設備，所述野外監(jiān)測點設備主要有測速鉛魚和無線信號發(fā)射儀，測站站房設備主要由信號接收和譯碼裝置和信號存儲顯示裝置組成，該種無線信號發(fā)射儀的三個傳感器所發(fā)出的信號都是各自獨立的強信號，不會受到周圍環(huán)境的干擾，為測流提供了保障，提高了工作效率。而且由于采用了無線傳輸，避免了鋪設大量信號線，降低了安裝及維護的工作量。該種傳輸儀采用數(shù)字信號傳輸，不同信號采用不同的編碼，使得各種信號在無線傳輸過程中不會混淆，且譯碼準確，又便于將信號接入計算機進行處理。
文檔編號G08C17/02GK202171455SQ20112014529
公開日2012年3月21日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者趙新華 申請人:趙新華