[发明专利]一种多探头分时复用装置、流速测量装置和方法

说明书

本发明公开了一种多探头分时复用装置、流速测量装置和方法。该分时复用装置包括：多个信号输入接口，分别连接一探头，接收多个探头采集的多路模拟水流信号，按照预设线路分组规则将多组模拟水流信号输入信号选择器的输入端口；控制器，根据预设导通规则，控制信号选择器的输入端口与输出端口连接将该信号通道导通，将输入输入端口的模拟水流信号转发至输出端口；信号选择器，包括多个输入端口和一个输出端口，分别连接到多个信号输入接口和信号输出接口，在控制器控制下，导通信号通道，将输入输入端口的模拟水流信号转发至输出端口；信号输出接口，与信号选择器输出端口连接，输出模拟水流信号。本发明能满足多点剖面流速的测量要求。

技术领域

本发明属于水利测量技术领域，具体涉及一种多探头分时复用装置、流速测量装置和方法。

背景技术

ADCP是一种利用声学多普勒原理测量水流速度剖面的仪器。ADCP探头一般含有四个(或三个)换能器，每个换能器既是发射器也是接收器。ADCP探头测量水流速度剖面的方式如下：ADCP探头通过分时段接收回波信号的方法，将水体分为许多检测单元，进而得到多层次的剖面流速，例如垂线上的多点流速，通常一个ADCP探头对应一台数据处理单元。

在实现本发明的过程中，发明人发现至少存在如下问题：

1.在实际应用中，如果需要对多个监测点的剖面流速进行观测，则需要多套流速测量单元方能满足观测需求，故观测成本也会随之增加。举例来说，如果需要对3个监测点的剖面流速进行观测，则需要3套流速测量单元。

2.对ADCP探头中的每个换能器来说，换能器的工作频率为2MHz，激发信号的电压范围通常在±12V之间，而回波信号的电压往往只有mV级，因此，普通的多路复用器电路不能满足宽电压、低噪声切换要求。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种能够满足多点剖面流速的测量要求的多探头分时复用装置、流速测量装置和方法。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种多探头分时复用装置，包括：多个信号输入接口，每个所述信号输入接口连接一个探头，用于分别接收外部的多个探头采集的多路模拟水流信号，并按照预设的线路分组规则将多组模拟水流信号分别输入所述信号选择器的某一个输入端口；控制器，用于根据预设的导通规则，控制信号选择器的某一个输入端口与输出端口连接以将该信号通道导通，将输入该输入端口的一组模拟水流信号转发至输出端口；所述信号选择器，包括多个输入端口和一个输出端口，分别连接到多个所述信号输入接口和信号输出接口，用于在所述控制器的控制作用下，导通信号通道，以将输入该输入端口的一组模拟水流信号转发至输出端口；信号输出接口，与所述信号选择器的输出端口连接，用于输出一组模拟水流信号。

进一步地，信号选择器包括：通道选择控制端、使能控制端、模拟信号输入端、模拟信号输出端和参考电平输入端；通道选择控制端，在接收到控制器发送的导通控制指令或断开控制指令后，控制与该导通控制指令或断开控制指令对应的信号通道导通或断开；使能控制端，在接收到控制器发送的启动指令后，控制所述信号选择器开启；模拟信号输入端，包括多个输入接口，每个输入接口接收一组模拟水流信号；模拟信号输出端，包括一个输出端口，用于输出一组模拟水流信号；参考电平输入端，用于输入参考电平为所述信号选择器供电。

进一步地，一种多探头分时复用装置还包括：外部设置端口，与所述控制器连接，用于设置所述分时复用装置的工作状态，所述分时复用装置的工作状态包括：所述信号选择器的预设导通规则。

进一步地，一种多探头分时复用装置还包括：电源模块，分别与控制器和信号选择器相连接，由±12V电压供电，并为二者进行供电；其中，所述电源模块为信号选择器提供±15V电压；所述电源模块为所述控制器提供3.3V电压。