[实用新型]海流计机芯

说明书

本实用新型涉及一种测量仪器用机芯，特别是用于水文观测的半导体存贮式海流计机芯。

目前水文观测用的海流计，其测量流速的传感器大都采用舌簧管传感器，它利用舌簧接点进行流速脉冲取样，其不足是：当测量流速高时，舌簧接点有粘连现象，易造成测量失误；受波浪冲击或振动等外界因素影响，会使舌簧接点意外接通，造成测量数值偏高；这种流速传感器体积较大，由此构成的海流计机芯不能用来取代比较落后的机械海流计机芯，即不能与印刷海流计其它结构配合使用。

本实用新型的目的在于提供一种半导体存贮式海流计机芯，它即可以取代现有印刷海流计机芯，与印刷海流计其它结构相配合，又可作为其它海流计的机芯。

本实用新型的技术解决方案是：一种海流计机芯，包括由流向、深度、温度等各种传感器组成的传感系统，单片机数据采集和存贮系统、电源，其特殊之处在于与单片机数据采集系统相连的流速传感器为无触点集成传感器。如霍尔元件、磁阻器件等。为了提高测量的准确性和接收灵敏度，在集成传感器上设有用以增加传感器磁场强度的磁块，在单片机数据采集系统的数据线上连接有打印机接口，通过转换开关控制数据线上的打印机接口与单片机的通断，使该机芯存贮的数据即可通过串行通信接口输出，又可通过数据线上的打印机接口输出，其结构简单。所述的数据存贮器为EEPROM存贮器，它可有效地防止因断电或电源不足而出现数据丢失现象。为了方便该机芯与印刷海流计其它结构配合使用，该机芯均可设置在柱形壳体内，作为其它类型海流计的机芯，壳体可根据需要设置或不设置，形状可以各异。

本实用新型与现有技术相比具有如下特点：

1.采用体积小的无触点集成传感器作为流速传感器，既克服了舌簧管传感器的不足，又可使该机芯取代现有印刷海流计机芯，直接与印刷海流计其它结构配合使用，提高了印刷海流计的利用率。由于在传感器上增加了磁块，提高了传感器的传感灵敏度和机芯的测量精度。

2.采用半导体存贮式机芯不但可以测量海流的流速、流向、深度、还可以记录温度、PH值、溶解氧等海洋参数，具有较宽的测量范围。

3.采用EEPROM存贮器，不会因断电或电源供电不足而出现数据丢失现象。

4.由于在单片机数据采集系统的数据线上设置了可将单片机与打印机接口连通的转换开关，因此可通过打印机直接将存储在EEPROM中的数据读出，减少了其它外部设备及其它元器件，结构简单，方便了用户。

附图的图面说明：

图1为本实用新型的方框图。

图2为本实用新型的结构示意图。

下面结合附图作进一步详述：

如图1，单片机数据采集和存贮系统包括80c31单片机（1）、27c64EPROM（2）、2864EEPROM（3）、4051多路转换开关（4）、Mc14433A／D模数转换器（5）。5544时钟电路（6）、时间设定开关（7），串行通信接口（8）、地址锁存（9）、输入控制（10）、双向开关（26）。

传感系统中的各种传感器可根据测量需要设置，本实施例的传感系统包括流速（11），流向（12）、温度（13）、深度（14）传感器。流速传感器采用集成开关型霍尔传感器。其上设有磁块（24）通过中断口进入单片机系统。流向传感器为电位计式磁罗盘；温度传感器为集成温度传感器；深度传感器采用扩散硅绝压式压力传感器，上述传感器可通过运算放大电路、多路转换开关、A／D模数转换器与单片机数据线相连。该单片机可接至9个传感器，因此可测量9种水文物理参数，单片机上的串行通信口是标准RS－232口，通过此口可直接与计算机连接。

单片机数据采集系统的数据线上设有与打印机接口（15）相连的转换开关（16），在需要数据输出时，通过转换开关将单片机80c31与打印机接口连通，断开数据输入电路，即可将所有测量结果在智能打印机上打印出来。

如图2所示是本实用新型的一种结构示意图。它可作为代替印刷海流计的机械机芯，与印刷海流计其它部分配合使用。圆柱形壳体（17）内分别设有单片机数据采集系统（18）和贮存系统（19）、电源（20）。机芯壳体位于印刷海流计外部壳体（21）内，机芯壳体顶部设有提环（22），便于取放。传感系统中的传感器可根据需要设置，流速传感器（11）位于机芯壳体底部，即位于印刷海流计磁同步器（23）上方，在流速传感器上设有磁块（24）。流向传感器（12）位于机芯壳体内上方，在机芯壳体上设有其它传感器接口（25）。

本实用新型的工作过程是：当电源接通后，单片机通常处于等待状态。不耗电，其工作开关是由时钟电路进行控制，时钟电路按设定时间间隔发出脉冲，设定时间可在10～100分钟以内，时钟电路发出脉冲，系统投入工作，单片机分别对流速、温度、流向、深度等采样，并存入存贮器中，然后断电，整个系统除时钟电路外都停止工作，经过一段时间间隔后，时钟电路再发出脉冲，又重复以上过程，如此循环下去。如要读出所存数据，可通过打印机接口打印出数据或通过串行通信接口显示在计算机上，并存入计算机磁盘中。也可通过使时钟短接和更换EPROM或拨动专用开关使机芯由自容式转为直读式，可通过串行口直接观测到海流连续测量结果。