[发明专利]一种超声波明渠流量计

说明书

本发明为一种超声波明渠流量计，属于水利工程技术领域，包括控制单元、液位检测单元、流速检测单元、防抖检测单元、无线通信单元和供电单元，所述液位检测单元、流速检测单元、防抖检测单元和无线通信单元均与控制单元连接，所述供电单元为整个电路提供电压，所述无线通信单元用于与终端建立通信连接，本发明的防抖检测单元可以实时检测流量计在使用过程中的非正常活动情况，将故障信息发送给控制单元，控制单元运算处理后，借助无线通信单元发送给服务器终端，工作人员能及时的接受到流量计的故障信息，进行后续维修处理。解决了明渠流量计设置松动引起的液位检测不准的技术问题。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，涉及到一种超声波明渠流量计

背景技术

在许多非满水、大流量(或小流量)，自然流动的自由水面状态下测量流体的流量，谓之明渠流量检测。由于明渠流量较大或较小，流体中往往会有一定的腐蚀性或夹带一些杂质，使用一般的管道流量计检测流量是很困难的。例如工业企业排水、医院废水、农业灌溉用水、城市地下水道排水等领域中，明渠流量检测尤其是非接触式超声波明渠流量计为首选的流量监测仪器。

利用明渠技术，以流速-水位运算法为基础，通过测量流体液位高度，结合标准堰槽的几何尺寸、边坡系数、渠道精度、水力坡道、流速垂直平面修正系数，再经过仪器内部的微处理器运算得到流量。由于是非接触测量，明渠流量计能在较恶劣的环境中应用。明渠流量计在微机控制下，发射和接收超声波，根据传输时间计算出明渠流量计距被测液面的距离，从而得到液位高度,由于该液位与流量之间有一定的比例关系，因此可根据计算公式最终得到液体流量。

流体液位高度的测量是明渠流量计检测水流量的核心，因此需要保证明渠流量计的设置需要一个稳定牢固的环境，但是由于明渠流量计所处环境湿润，固定的结构容易随着时间推移发生松动或由于外界等因素造成明渠流量计测量液位的超声波换能器角度或者位置发生偏移，造成液位检测不准的情况。

发明内容

本发明设计了一种超声波明渠流量计，通过增加防抖检测单元，解决了明渠流量计设置松动引起的液位检测不准的技术问题。

本发明采用的技术方案是，

一种超声波明渠流量计，包括控制单元、液位检测单元、流速检测单元、防抖检测单元、无线通信单元和供电单元，

所述液位检测单元、流速检测单元、防抖检测单元和无线通信单元均与控制单元连接，所述供电单元为整个电路提供电压，所述无线通信单元用于与终端建立通信连接，

所述防抖检测单元包括液位传感器、光耦U1和三极管Q4，

所述液位传感器的输出端连接光耦U1的输入端，所述光耦U1的输出端借助变阻器RP1连接三极管Q4的基极，所述液位传感器的输出端还借助电容C1接地；所述三极管Q4的发射极接地，所述三极管Q4的集电极串联电阻R6后连接VCC电压源,所述三极管Q4的集电极作为防抖检测单元的输出连接控制单元。

所述液位检测单元包括超声波发射模块和超声波接收模块，

所述超声波发射模块包括驱动电路和超声波发射器，所述控制单元连接驱动电路后再连接超声波发射器；

所述超声波接收模块包括超声波接收器、放大电路、滤波电路和A/D转换电路，所述超声波接收器依次连接放大电路、滤波电路、A/D转换电路后再连接控制单元。

3、根据权利要求2所述的一种超声波明渠流量计，其特征在于：所述驱动电路包括三极管Q1、Q2、Q3、发光二极管LED1、二极管D1，

所述三极管Q3的基极作为驱动电路的输入端连接控制单元，所述三极管Q3的发射极依次串联发光二极管LED1、电阻R1、二极管D1后连接超声波发射器，所述二极管LED1和二极管D1的导通方向均从三极管Q3的发射极指向超声波发射器，