[实用新型]超声波明渠流量计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无接触式流量检测装置，更具体地说是指一种用于污水等流体的以超声波为检测方式的堰式明渠流量计。

背景技术

目前随着我国国民经济的高速发展.对水力资源的科学化和现代化管理要求越来越高。明渠在环境保护、水利资源管理和农田水利灌溉等领域广泛使用，为此使用堰式明渠流量计进行计量就显得更加重要堰式明渠流量计由于具有结构简单、成本低、测量精度和可靠性高、被广泛使用同时提出了一些经验公式，并且制定了部分标准，因此具安装维护方便等优点，自1901年在美国开始研制以来，在欧美和日本有标准性和专业性。在我国很长一段时间对明渠流量测量大多采用人工的方法，通过一定时间间隔测量液位高度，通过经验公式换算得到有关数值。由于无法连续测量不能获得流速和瞬时流量。现有技术中也出现过一些采用单片机的超声波明渠流量计，而使用传统的明渠流量计量方式，存在以下缺陷：

1)检测探头(检测组件)结构复杂，由于传统的超声波测距方式是以超声波接收与发射的时间差之一半，乘以超声波的速度得出距离，因以该方式得出的被测物的距离是以超声波的速度成正比关系，而超声波的速度容易受到外部环境因素(如空气的温度、湿度和密度)的影响，为减少这些环境因素的影响，大部分传统的超声波明渠流量计需要增加对空气的温度、湿度和密度进行检测的检测电路，以此对检测结果进行修正处理后得出较为准确的测距值，这无疑会增加检测探头的结构，同时造成其成本居高不下；

2)由于需要对测距结果根据环境温度和噪声进行再处理，而温度和噪声信号的处理也存在检测处理的误差，传统结构的超声波测距用于对于测距要求较为严格的明渠流量测距，存在较大的检测误差；

3)主仪器的功耗较大，而且没有采用备用电源结构，导致停电时必须购置价格较高的逆变电源(如UPS)；

4)作为二次仪表的处理组件(主仪器)可扩展性差，无法实现与上位机(如位于中央控制室的控制计算机)的联网功能。

基于上述现有技术的缺陷，本发明人开发了一种新型的超声波明渠流量计结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种结构简单、成本低、检测精度高又具有多种扩展功能，可与上位机联网的超声波明渠流量计。

本实用新型技术内容为：一种超声波明渠流量计，其包括量水堰槽、设于量水堰槽上方的检测组件和与检测组件通讯联接的处理组件；所述的检测组件包括微控制器，及与微控制器联接的通讯模块、超声波发射电路和超声波接收电路；其特征在于所述检测组件与量水堰槽的被测液面之间增设有标准杆；所述的检测组件还包括与微控制器联接的稳压模块；所述的处理组件包括微处理器，及与微处理器联接的通讯部件、显示屏、控制按钮、存储器和电源模块；所述的通讯部件与检测组件的通讯模块通讯联接。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的超声波接收电路包括前置放大电路、带通滤波电路和信号变换电路；所述的微处理器还联接有用于测试和编程的JTAG接口；所述的电源模块包括作为备用电源的充电电池。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的微处理器还联接有打印接口；所述的通讯部件包括RS485通讯接口；所述的通讯模块包括RS 485通讯接口。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的通讯部件还包括与上位机通讯联接的以太网接口。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的前置放大电路由集成运放组成的自举式同相交流放大电路；所述的检测组件还包括发送和接收一体化的防水式压电陶瓷超声波传感器。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的微处理器还联接有指示灯和蜂鸣器。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的压电陶瓷超声波传感器为TCF40-25T/R型；所述的微处理器为LPC2220型芯片。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的前置放大电路还包括仪表放大器AD620。

本实用新型的进一步技术内容为：所述的检测组件设有若干个。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型因采用设定距离的标准杆作为参考对象进行超声波测距，减少了外部环境对超声波测距的干扰，从而减少了后期的温度、气压等补偿电路，使本实用新型的检测组件(一次仪表)结构简单、检测精度高。另外本实用新型的处理组件(二次仪表)采用高性能低成本的LPC2220芯片作为微处理器，配有JTAG接口、打印接口和RS485接口，能方便地与上位机进行通讯联接；具有良好的扩展性能。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明