[实用新型]一种多普勒超声波测流系统

说明书

本实用新型公开了一种多普勒超声波测流系统，包括无人船、远程操控端，所述无人船上设置有依次相连的动力装置、测流装置、控制器、通讯装置，所述远程操控端与通讯装置进行无线连接，所述测流装置包括高精度GNSS RTK模块、多普勒超声波流速测量模块、超声波测深模块,通过测流装置实时获取无人船在当前河道中测流点所对应坐标、流体流速及测流点对应的水深，通过处理器进行数据计算获得待测河道剖面的若干河道剖面流量，并通过处理器将所述若干河道剖面流量进行相加得到整个河道剖面总流量，可有效解决传统作业方式效率低下，受地形环境等因素限制较大的情况，同时也解决了现有技术中无法进行多垂线测流量的问题。

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，具体涉及一种多普勒超声波测流系统。

背景技术

目前我国水利水文系统测流主要使用的是传统的机械转子流速仪，由于转子流速仪是靠水流推动叶片(或旋杯)传感器转动从而按一定的关系输出脉冲个数进行换算得出流速值的，但当水流推动传感器转动的同时也破坏了自然流场的型态，所以此类流速仪测得的不是自然流场的流速值，影响了测量精度。当流速太小推力不足于推动叶片转动时就无法测量，所以无法测弱流。由于传感器是转动部件决定了其惧怕泥沙堵塞和水草漂浮物缠绕，会影响测量精度甚至无法测量，惧怕碰撞，容易变形，测量线性较差。

随着科技的发展，在水下流速测量的项目中，传统作业主要以人工使用RTK、租船、皮划艇的方式完成项目。浅滩区域常常通过人工带着RTK的方式作业，但是下水测量较为危险并且作业时间较长；对于皮划艇，水上设备难以固定，故此精度的要求常常使作业者头疼；而在租船上，每次测前的准备时间通常会花费2-3小时之久，租船和养船的费用相对较高，有些特殊区域就连找船也是个问题。所以，其实传统方式很难满足项目工期要求和作业要求。

传统的多普勒超声波流速只能测量一个流速点，且只能单个垂线测量，对于较宽的河道一般选用进口ADCP，成本颇高，并且使用复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种多普勒超声波测流系统，以解决现有技术中人工划船测流的危险性、麻烦性，同时也解决了较宽河道的多垂线流量测量的难题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多普勒超声波测流系统，包括无人船、远程操控端，所述无人船上设置有动力装置、测流装置、控制器、通讯装置，所述动力装置和控制器分别设置在无人船船体内部，所述通讯装置设置在无人船上表面，所述测流装置包括设置在无人船上表面的高精度GNSSRTK模块，以及设置在无人船底部的多普勒超声波流速测量模块和超声波测深模块,所述控制器分别连接所述动力装置、测流装置、通讯装置，所述远程操控端与通讯装置进行无线连接。

进一步的，所述动力装置包括推进器、电子调速器，所述电子调速器与所述推进器电连接，所述电子调速器控制所述推进器的启停、转速与转动方向。

进一步的，所述高精度GNSS RTK模块包括FPGA芯片、卫星接收机芯片、ARM芯片以及RTK处理器，所述FPGA芯片根据卫星接收机芯片传输的电信号来对卫星进行跟踪捕获以得到卫星信息；所述ARM芯片根据FPGA芯片跟踪捕获解调出来的卫星信息进行处理后得到定位结果信息，将处理得到的定位结果信息返回给FPGA芯片；所述RTK处理器用于接收FPGA芯片传输的定位结果信息。

进一步的，在本实用新型中，所述高精度GNSS RTK模块用于无人船在河道中进行测流工作时对当前测流点进行坐标定位。

进一步的，所述多普勒超声波流速测量模块通过多普勒法测量流速的原理来测量当前流体的流速。

进一步的，所述超声波测深模块用于测量当前测流点所对应的水深。

进一步的，所述通讯装置可以接收所述通讯装置可以接收有线通讯信号或无线通讯信号。