[实用新型]一种全自动超声波测流装置

说明书

本实用新型属于水声测量仪器改进技术；主要用于江河、渠道水文测量中测定水流速度。

目前，在江河、渠道水文测量中的超声波测流装置，由换能器用导线连接超声发收机、时间间隔仪、微机、打印机等组成；其装置只能半自动，时间间隔仪使用E312频率计，该电路复杂、成本高。

本实用新型的任务是设计一种全自动超声波测流装置，在江河、渠道水文测量中能自动（定时或连续）测算（显示）和记录（打印）不同水温的水流速度。

该全自动超声波测流装置由导线连接换能器、超声波（时差）流速仪、微机、打印机并联一个开关等组成，其特征在于一个钟控继电开关。

该测流装置的钟控继电开关是由定时钟、555时基电路、三极管和继电器等组成，也可以由定时钟和延时继电器等组成的钟控继电开关。

本实用新型电路简单、成本低、灵敏度高、测速历时短和范围广；应用在江河、渠道水文测量中测定水流速度，可以节省大量的人力，并可提高资料精度。

附图表示了本实用新型的一个具体全自动测流装置。

图1为该时基电路继电器控制电源的测流装置。

图2为该延时继电器控制电源的测流装置。

该测流装置的钟控继电开关1由SKH石英时控开关钟、555时基电路、三极管和DZ53型中间继电器等组成，也可以由SKH石英时控开关钟和MS－12延时继电器等组成的钟控继电开关1。在江河、渠道水文站（点）安装钟控继电开关1、SDS系列超声波流速仪2、Z80微机3、打印机4由导线连接，再在江河、渠道两岸边水中一定深度埋设A、B换能器5，将SDS超声波流速仪2与换能器5之间用专用电缆连接而成，全自动超声波测流装置。

如图1，当钟控继电开关1的定时钟到达某一预定时刻，开关K闭合，555时基电路工作输出高电平，DG导通，继电器J的常开触头J₁闭合〔如图2，当钟控继电开关1的定时钟到达某一时刻，开关K闭合，使延时继电器工作，常开触头J_T1闭合〕；电源就通向超声波流速仪2、Z80微机3和打印机4。此刻，超声波流速仪2通过电缆先向埋设在河岸边水中的A换能器5发射电脉冲信号，在A中通过电声转换，从A由水体向B发射超声波，B换能器5接收到超声波后又变换为电脉冲信号通过电缆到超声波流速仪2，自动计算A→B超声波传播时间t_AB，然后超声波流速仪2通过电缆向B发射电脉冲，由B向A发射超声波，当A接收到超声波信号后，通过声电变换变成电脉冲从电缆传到超声波流速仪2，计算出由B→A超声波传播时间t_BA，并计算出△t＝t_BA－t_AB和V＝ (C²)/(2LcosQ) △t，完成一次测速过程。一次测速过程的实际时间是很短的，为提高测速资料精度，用微机3自动连续取样，取多次样求其平均值，再由打印机4打印记录。微机3开机后一分钟先连续取样5次求平均值作为基准值存入微机3，一次打印记录完后，过一分钟又重复上述测量一次，然后连续10次求平均值作为测量值。为确保测量的资料精度和可靠性，过一分钟后重复测量一次。测得数据资料，为水利水电、航运等事业建设服务。