一種手持式超聲波測量渠道流速的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種手持式超聲波測量渠道流速的方法及裝置，屬于河道或渠道的流速測量【技術(shù)領(lǐng)域】。技術(shù)方案是：測頭（3）包含超聲波流速傳感器（7）、流速測管（8）和尾翼（9），流速測管為首端和尾端通透的管子，超聲波流速傳感器匹配在流速測管上，尾翼設(shè)置在流速測管的尾端外壁上；主機（1）包含單片機（10）、無線通訊模塊（11）和電池（12），單片機分別與無線通訊模塊和電池連接；主機匹配在測桿（2）上部，測頭匹配在測桿下部。本發(fā)明流速傳感器為超聲波式，穩(wěn)定度好，降低維護成本，采用電池便可工作，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，隨著手機功能的不斷強大，數(shù)據(jù)處理能力的不斷增強，使得所述手持式超聲波測量渠道流速的裝置應(yīng)用變得靈活和方便。
【專利說明】一種手持式超聲波測量渠道流速的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種手持式超聲波測量渠道流速的方法及裝置，適用于河道或渠道的 流速測量，屬于河道或渠道的流速測量【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，水利行業(yè)中灌溉渠道所采用的手持流速儀為旋漿式，測量和計算多為人工， 測量傳感器為機械旋漿式，經(jīng)常性的維護保養(yǎng)和校驗非常麻煩，對操作人員要求高，數(shù)據(jù)處 理方式落后，給使用部門造成巨大壓力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種手持式超聲波測量渠道流速的方法及裝置，采用非機械、 無磨損的超聲波流速傳感器，通過無線方式，將測量的流速數(shù)據(jù)傳輸給測量現(xiàn)場的智能移 動設(shè)備(智能手機)，在智能移動設(shè)備上裝有應(yīng)用軟件對流速數(shù)據(jù)進行進一步處理，解決背 景技術(shù)中存在的上述問題。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種手持式超聲波測量渠道流速的裝置，包含主機、測桿、 測頭和智能移動設(shè)備，所述測頭包含超聲波流速傳感器、流速測管和尾翼，流速測管為首端 和尾端通透的管子，超聲波流速傳感器匹配在流速測管上，尾翼設(shè)置在流速測管的尾端外 壁上；所述主機包含單片機、無線通訊模塊和電池，單片機分別與無線通訊模塊和電池連 接；主機匹配在測桿上部，測頭匹配在測桿下部，主機的單片機經(jīng)電纜連接測頭的超聲波流 速傳感器，主機與智能移動設(shè)備通過現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，智能移動設(shè)備安裝有應(yīng)用軟 件。
[0005] 所述流速測管是薄壁管，管壁厚度范圍是：0. 5-1. 5 mm ;流速測管的長度與直徑比 范圍是：2-10:1，長度與直徑比不能過大。
[0006] 所述流速測管，其下部可匹配有底桿。
[0007] 所述測桿由多節(jié)連接組成，節(jié)數(shù)至少為1節(jié)；測桿為空心管，電纜可從測桿的空心 內(nèi)穿過。
[0008] 所述智能移動設(shè)備首選是智能手機，或者采用平板電腦、手操器等。
[0009] 所述現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)，可以是智能移動設(shè)備具備的現(xiàn)地無線網(wǎng)絡(luò)，如藍牙、 WIFI、射頻、zigbee等，通訊距離不超過1KM的無線射頻通訊網(wǎng)絡(luò)。
[0010] 所述智能移動設(shè)備安裝的應(yīng)用軟件，具備如下功能： 對測頭的參數(shù)進行設(shè)置；對主機傳送的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行顯示、處理和遠傳；本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員，根據(jù)上述功能要求，就能夠編制完成。
[0011] 為了保證流速測管的首端對著水流方向，除流速測管的尾端匹配尾翼外，測頭的 流速測管還應(yīng)匹配在一個萬向支架上。
[0012] 超聲波流速傳感器、電池、單片機、智能移動設(shè)備、無線通訊模塊是市面上可見的 公知的技術(shù)內(nèi)容。
[0013] 一種手持式超聲波測量渠道流速的方法，包含如下步驟： ① 采用一種手持式超聲波測量渠道流速的裝置進行測量，該裝置包含主機、測桿、測頭 和智能移動設(shè)備，所述測頭包含超聲波流速傳感器、流速測管和尾翼，流速測管為首端和尾 端通透的管子，超聲波流速傳感器匹配在流速測管上，尾翼設(shè)置在流速測管的尾端外壁上； 所述主機包含單片機、無線通訊模塊和電池，單片機分別與無線通訊模塊和電池連接；主機 匹配在測桿上部，測頭匹配在測桿下部，主機的單片機經(jīng)電纜連接測頭的超聲波流速傳感 器，主機與智能移動設(shè)備通過現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，智能移動設(shè)備安裝有應(yīng)用軟件； ② 流速測管布置在渠道中，水流自流速測管首端進入，尾端流出，流速測管尾端的尾 翼，保證流速測管的首端對著水流方向； ③ 由于流速測管是薄壁管，管壁的厚度對流速的影響忽略不計，同時，流速測管的長度 與直徑比不是過大，所造成的水阻影響也忽略不計，則流速測管內(nèi)的流速等于流速測管首 端入口的測點流速； ④ 流速測管上的超聲波流速傳感器，所檢測的流速測管內(nèi)的流速等于流速測管入口端 的測點流速；超聲波流速傳感器監(jiān)測的流速數(shù)據(jù)經(jīng)電纜傳輸?shù)街鳈C的單片機處理； ⑤ 主機的單片機，控制無線通訊模塊將所采集的流速數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)與智能 移動設(shè)備通訊； ⑥ 智能移動設(shè)備中的應(yīng)用軟件，對測頭進行設(shè)置，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行顯示、處理和遠傳； ⑦ 智能移動設(shè)備中的應(yīng)用軟件，隨著智能移動設(shè)備功能的不斷強大，數(shù)據(jù)處理能力的 不斷增強，使得所述手持式超聲波測量渠道流速的裝置應(yīng)用變得靈活和方便。
[0014] 所述流速測管是薄壁管，管壁厚度范圍是0. 5-1. 5 mm ;流速測管的長度與直徑比 范圍是：2-10:1，長度與直徑比不能過大。
[0015] 所述智能移動設(shè)備首選是智能手機，或者采用平板電腦、手操器等。
[0016] 所述智能移動設(shè)備安裝的應(yīng)用軟件，具備如下功能： 對測頭的參數(shù)進行設(shè)置；對主機傳送的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行顯示、處理和遠傳；本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員，根據(jù)上述功能要求，就能夠編制完成。
[0017] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點： ① 流速傳感器為超聲波式，無機械磨損，穩(wěn)定度好； ② 流速傳感器非機械結(jié)構(gòu)，降低維護難度，延長維護周期，從而降低維護成本； ③ 功耗設(shè)計，采用電池便可工作； ④ 用普通智能手機作為操作和顯示設(shè)備，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)； ⑤ 隨著手機功能的不斷強大，數(shù)據(jù)處理能力的不斷增強，使得所述手持式超聲波測量 渠道流速的裝置應(yīng)用變得靈活和方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明實施例中手持式超聲波測量渠道流速的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明實施例的電氣示意圖； 圖中：主機1、測桿2、測頭3、智能手機4、電纜5、底桿6、超聲波流速傳感器7、流速測 管8、尾翼9、單片機10、無線通訊模塊11、電池12、現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)13。

【具體實施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0021] 一種手持式超聲波測量渠道流速的裝置，包含主機1、測桿2、測頭3和智能移動設(shè) 備，所述測頭包含超聲波流速傳感器7、流速測管8和尾翼9,流速測管為首端和尾端通透 的管子，超聲波流速傳感器匹配在流速測管上，尾翼設(shè)置在流速測管的尾端外壁上；所述主 機包含單片機10、無線通訊模塊11和電池12,單片機分別與無線通訊模塊和電池連接；主 機匹配在測桿上部，測頭匹配在測桿下部，主機的單片機經(jīng)電纜5連接測頭的超聲波流速 傳感器，主機與智能移動設(shè)備通過現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)13連接，智能移動設(shè)備安裝有應(yīng)用軟 件。
[0022] 本實施例中，所述流速測管是薄壁管，管壁厚是：0. 5-1. 5 mm ;流速測管的長度與 直徑比范圍是：2-10:1。所述流速測管，其下部匹配有底桿6。所述測桿由多節(jié)連接組成； 測桿為空心管，電纜從測桿的空心內(nèi)穿過。所述智能移動設(shè)備是智能手機4。所述現(xiàn)地無線 通訊網(wǎng)絡(luò)，是藍牙。
[0023] -種手持式超聲波測量渠道流速的方法，包含如下步驟： ① 采用一種手持式超聲波測量渠道流速的裝置進行測量，該裝置包含主機1、測桿2、 測頭3和智能移動設(shè)備，所述測頭包含超聲波流速傳感器7、流速測管8和尾翼9,流速測管 為首端和尾端通透的管子，超聲波流速傳感器匹配在流速測管上，尾翼設(shè)置在流速測管的 尾端外壁上；所述主機包含單片機10、無線通訊模塊11和電池12,單片機分別與無線通訊 模塊和電池連接；主機匹配在測桿上部，測頭匹配在測桿下部，主機的單片機經(jīng)電纜5連接 測頭的超聲波流速傳感器，主機與智能移動設(shè)備通過現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接，智能移動設(shè) 備安裝有應(yīng)用軟件； ② 流速測管布置在渠道中，水流自流速測管首端進入，尾端流出，流速測管尾端的尾 翼，保證流速測管的首端對著水流方向； ③ 由于流速測管是薄壁管，管壁的厚度對流速的影響忽略不計，同時，流速測管的長度 與直徑比不是過大，所造成的水阻影響也忽略不計，則流速測管內(nèi)的流速等于流速測管首 端入口的測點流速； ④ 流速測管上的超聲波流速傳感器，所檢測的流速測管內(nèi)的流速等于流速測管入口端 的測點流速；超聲波流速傳感器監(jiān)測的流速數(shù)據(jù)經(jīng)電纜傳輸?shù)街鳈C的單片機處理； ⑤ 主機的單片機，控制無線通訊模塊將所采集的流速數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)與智能 移動設(shè)備通訊； ⑥ 智能移動設(shè)備中的應(yīng)用軟件，對測頭進行設(shè)置，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行顯示、處理和遠傳； ⑦ 智能移動設(shè)備中的應(yīng)用軟件，隨著智能移動設(shè)備功能的不斷強大，數(shù)據(jù)處理能力的 不斷增強，使得所述手持式超聲波測量渠道流速的裝置應(yīng)用變得靈活和方便。
[0024] 本實施例中，所述流速測管是薄壁管，管壁厚是：0. 5-1. 5 mm ;流速測管的長度與 直徑比范圍是：2-10:1。所述流速測管，其下部匹配有底桿6。所述測桿由多節(jié)連接組成； 測桿為空心管，電纜從測桿的空心內(nèi)穿過。所述智能移動設(shè)備是智能手機4。所述現(xiàn)地無線 通訊網(wǎng)絡(luò)，是藍牙。
[0025] 為了保證流速測管的首端對著水流方向，除流速測管的尾端匹配尾翼外，測頭的 流速測管還應(yīng)匹配在一個萬向支架上。
【權(quán)利要求】
1. 一種手持式超聲波測量渠道流速的裝置，其特征在于：包含主機（1)、測桿（2)、測頭 (3)和智能移動設(shè)備，所述測頭包含超聲波流速傳感器（7)、流速測管（8)和尾翼（9)，流速 測管為首端和尾端通透的管子，超聲波流速傳感器匹配在流速測管上，尾翼設(shè)置在流速測 管的尾端外壁上；所述主機包含單片機（10)、無線通訊模塊（11)和電池（12)，單片機分別 與無線通訊模塊和電池連接；主機匹配在測桿上部，測頭匹配在測桿下部，主機的單片機經(jīng) 電纜（5)連接測頭的超聲波流速傳感器，主機與智能移動設(shè)備通過現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)（13) 連接，智能移動設(shè)備安裝有應(yīng)用軟件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式超聲波測量渠道流速的裝置，其特征在于：所述流速 測管是薄壁管，管壁厚度范圍是：〇. 5-1. 5mm;流速測管的長度與直徑比范圍是：2-10:1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式超聲波測量渠道流速的裝置，其特征在于：所述流速 測管，其下部可匹配有底桿（6)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式超聲波測量渠道流速的裝置，其特征在于：所述測桿 由多節(jié)連接組成，節(jié)數(shù)至少為1節(jié)；測桿為空心管，電纜可從測桿的空心內(nèi)穿過。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式超聲波測量渠道流速的裝置，其特征在于：所述智能 移動設(shè)備首選是智能手機，或者采用平板電腦。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式超聲波測量渠道流速的裝置，其特征在于：所述現(xiàn)地 無線通訊網(wǎng)絡(luò)，是智能移動設(shè)備具備的現(xiàn)地無線網(wǎng)絡(luò)，包括藍牙、WIFI、射頻、zigbee，或其 他通訊距離不超過IKM的無線射頻通訊網(wǎng)絡(luò)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的手持式超聲波測量渠道流速的裝置，其特征在于：測頭 的流速測管匹配在一個萬向支架上。
8. -種手持式超聲波測量渠道流速的方法，其特征在于包含如下步驟： ① 采用一種手持式超聲波測量渠道流速的裝置進行測量，該裝置包含主機（1)、測桿 (2)、測頭（3)和智能移動設(shè)備，所述測頭包含超聲波流速傳感器（7)、流速測管（8)和尾翼 (9)，流速測管為首端和尾端通透的管子，超聲波流速傳感器匹配在流速測管上，尾翼設(shè)置 在流速測管的尾端外壁上；所述主機包含單片機（10)、無線通訊模塊（11)和電池（12)，單 片機分別與無線通訊模塊和電池連接；主機匹配在測桿上部，測頭匹配在測桿下部，主機的 單片機經(jīng)電纜（5)連接測頭的超聲波流速傳感器，主機與智能移動設(shè)備通過現(xiàn)地無線通訊 網(wǎng)絡(luò)連接，智能移動設(shè)備安裝有應(yīng)用軟件； ② 流速測管布置在渠道中，水流自流速測管首端進入，尾端流出，流速測管尾端的尾 翼，保證流速測管的首端對著水流方向； ③ 由于流速測管是薄壁管，管壁的厚度對流速的影響忽略不計，同時，流速測管的長度 與直徑比不是過大，所造成的水阻影響也忽略不計，則流速測管內(nèi)的流速等于流速測管首 端入口的測點流速； ④ 流速測管上的超聲波流速傳感器，所檢測的流速測管內(nèi)的流速等于流速測管入口端 的測點流速；超聲波流速傳感器監(jiān)測的流速數(shù)據(jù)經(jīng)電纜傳輸?shù)街鳈C的單片機處理； ⑤ 主機的單片機，控制無線通訊模塊將所采集的流速數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)地無線通訊網(wǎng)絡(luò)與智能 移動設(shè)備通訊； ⑥ 智能移動設(shè)備中的應(yīng)用軟件，對測頭進行設(shè)置，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行顯示、處理和遠傳； ⑦ 智能移動設(shè)備中的應(yīng)用軟件，隨著智能移動設(shè)備功能的不斷強大，數(shù)據(jù)處理能力的 不斷增強，使得所述手持式超聲波測量渠道流速的裝置應(yīng)用變得靈活和方便。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種手持式超聲波測量渠道流速的方法，其特征在于：所 述流速測管是薄壁管，管壁厚度范圍是：〇. 5-1. 5mm;流速測管的長度與直徑比范圍是： 2-10:1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種手持式超聲波測量渠道流速的方法，其特征在于：測頭 的流速測管匹配在一個萬向支架上。
【文檔編號】G01P5/24GK104502628SQ201510021136
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月16日
【發(fā)明者】張喜 申請人:張喜