水文綜合測量探測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種水文綜合測量探測裝置。該水文綜合測量探測裝置的特征在于，包括：由微處理器構成的數據處理模塊、相控陣換能器陣列、收發轉換模塊、相控發射模塊、相控接收模塊、數據采集模塊、數據傳輸模塊和電子羅盤經。本實用新型專利技術的水文綜合測量探測裝置主要利用相控陣聲納測深、水聲多普勒測速，并利用嵌入式軟硬件技術和高速DSP信號處理等技術，實現對水深、流速、河幅、坡度、位置信息的快速測量。此外，運用系統集成技術對測量數據進行實時綜合分析處理，自動繪制河床斷面圖，形成完整的水文信息數據報告。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種水文綜合測量探測裝置，特別涉及可用于各種江河和渡場的工程偵察，獲取地形、江河水深、流速、河床斷面探測裝置。
技術介紹
人類在爭取生存和改善生活的實踐中，逐漸認識到水的重要性。在傳統的原始觀測和定性描述不能滿足社會發展的情況下，促進了水文研究領域的發展。隨著水文研究的深入不斷的涌現出各種水文測量設備，為水文測量與研究提供了必要的條件，推動了水文科學的進步。傳統的水文測量探測裝置是運用實地觀測，運用水位觀測中的傳統水尺和曲線模擬等自記水位計的觀測方法，采用穿孔紙帶和磁帶記錄方法。應用電子編碼技術和固體電路貯存數據，經過通訊系統自動可把水深，流速，河床底層等數據通過有線或無線傳輸至遠程異地控制平臺，進行資料匯總、整理、分析，為水文現象的定量研究和科學實驗提供了必要條件。然而水文現象復雜多變，傳統的水文測量探測裝置局限于體形過于龐大，耗時長， 費用過高，功能單一，發生故障難以排除，隨著生產生活的需要傳統的水文測量探測裝置已不適應于社會飛速發展的要求。
技術實現思路
本技術就是鑒于上述問題而完成的，其目的是在于提供一種水文綜合測量探測裝置，該裝置作為一種水文測量工具，既能應用于軍事偵查又能應用于民事測量，通過輔助器材的組裝配合，利用其小巧輕便，便于攜帶的特點，靈活機動的應用于水文測量作業中，有效提高水文作業的工作效率。一種水文綜合測量探測裝置，其特征在于包括數據處理模塊；電子羅盤；相控陣換能器陣列；收發轉換模塊；相控發射模塊；相控接收模塊；數據采集模塊；和所述數據傳輸模塊；其中，數據處理模塊經由總線與其它模塊連接。通過數據總線與其他各模塊相連接以對上述其他各模塊的工作狀態進行控制并收集上述其他各模塊的數據的、采用微處理器的數據處理模塊；獲得測量設備的當前姿態數據并傳遞給上述數據處理模塊的電子羅盤；相控陣換能器陣列；能夠通過時序控制轉換為接收的收發轉換模塊；經由上述收發轉換模塊并利用上述相控陣換能器陣列向測量目標發射超聲波的上述相控發射模塊；用于上述收發轉換模塊接收返回波的相控接收模塊；用于收集接收到的返回波的、并在收集后發送至上述數據處理模塊的數據采集模塊；和將由上述數據處理模塊進行了處理后的數據傳送至外部操作控制裝置中進行計算和顯示的上述數據傳輸模塊。根據本技術的水文綜合測量探測裝置，其中，上述數據處理模塊采用TI的 TMS320C6000 系列 DSP 芯片。本水文綜合測量探測裝置主要利用相控陣聲納測深、水聲多普勒測速，并利用嵌入式軟硬件技術和高速DSP信號處理等技術，實現對水深、流速、河幅、坡度、位置信息的快速測量。此外，運用系統集成技術對測量數據進行實時綜合分析處理，自動繪制河床斷面圖，形成完整的水文信息數據報告。本技術的水文綜合測量探測裝置是基于傳統的水文測量探測裝置而設計出的可自由拆裝，功能齊全，便于攜帶的水文綜合測量工具，其通過輔助器材的組裝配合而形成的水文綜合測量探測裝置，利用相控陣聲納測深、水聲多普勒測速及嵌入式軟硬件技術和高速DSP信號處理等技術，實現對水深、流速信息的快速測量，運用系統集成技術對測量數據進行實時綜合分析處理，直接剖析河床底層，自動繪制河床斷面圖，完成圖象顯示，形成完整的水文信息數據報告。對數據的存貯、檢索、處理和分配十分方便。有效的節省了水文預報和計算的中轉時間，為提高水文資料的精度，增長水文預報的有效預見期創造了條件。該技術的出現為海洋和湖泊測繪帶來一次技術革命，為江河、水庫、湖泊、海洋水下地形測繪，提防護岸，港口、大壩監測，海底電纜、管線、隧道以及沉船、水下物體打撈搜尋等方面具有廣闊的應用前景。附圖說明圖1為表示本技術的水文綜合測量探測裝置的組成框圖。圖2為表示本技術水文綜合測量探測裝置的前視圖。圖3為表示本技術的水文綜合測量探測裝置的側視圖。圖4為表示本技術的水文綜合測量探測裝置的整體結構圖。圖5為表示本技術的水文綜合測量探測裝置的相控發射模塊的組成框圖。圖6為表示本技術的水文綜合測量探測裝置的相控接收模塊的組成框圖。附圖標記說明1-相控陣換能器陣列；2-收發轉換模塊；3-相控發射模塊；4-數據處理模塊； 5-電子羅盤；6-數據傳輸模塊；7-相控接收模塊；8-數據采集模塊；9-電池；10-信號發生器；11-光電隔離裝置；12-信號驅動器；13-開關功放裝置；14-輸出變壓器；15-選頻/ 匹配器；16-收發轉換器；17-相控陣換能器陣列；18-脈寬控制器列；19-多路回波信號； 20-前置放大器；21-自動增益控制裝置；22-濾波電路；23-電源開關；24-12芯外部操作控制裝置通訊/充電插座；25-聲學換能器；26-掛耳。具體實施方式以下，參照附圖對本技術一種水文綜合測量探測裝置的實施方式進行說明。圖1為表示本技術一種水文綜合測量探測裝置的組成框圖。本技術一種水文綜合測量探測裝置由相控陣換能器陣列1、收發轉換模塊2、 相控發射模塊3、相控接收模塊7、數據采集模塊8、數據處理模塊4、數據傳輸模塊6、電子羅盤5和電池9等組成。其中，數據處理模塊4作為核心部件用于控制各模塊的工作狀態并收集各模塊的數據。數據處理模塊4通過數據總線與各模塊相連接。數據處理模塊4經由電子羅盤經5 獲得測量設備的當前姿態數據；數據處理模塊4經由相控發射模塊3發射電波；相控發射模塊3經由與之相連接的收發轉換模塊2，利用相控陣換能器陣列1向測量目標發射超聲波；再通過時序控制收發轉換模塊2在發射后轉換為接收并經由相控接受模塊7接收返回波；將接收到的返回波通過數據采集模塊8收集后發送至數據處理模塊4 ；數據處理模塊 4將收集后的數據濾波整理后經由數據傳輸模塊6傳送至水上的操作控制裝置中進行計算和顯示。電池9為測量探測提供工作時的電力。本測量探測裝置主要利用超聲波相控陣技術來實現完成水流速和水深的測量。圖2、3、4分別為表示本技術的水文綜合測量探測裝置的正視圖、側視圖和外觀圖。數據采集模塊8采用AD公司的高速A/D設計了一個8通道14位A/D轉換電路， 能夠高速、實時采集數據。數據處理模塊4采用TI的TMS320C6000系列DSP芯片，其內核采用超長指令字 (VLIff)體系結構，有8個功能單元、23個13bit通用寄存器。一個時鐘周期同時執行8條指令，運算能力可達到4800MIPS (每秒百萬條指令)，支持8/16/184bit的數據類型。由于采用了新型芯片制造工藝，I/O電壓為14V，內核電壓僅為1. 2V。當時鐘頻率為600MHz時， DSP的最大功耗小于1. 6W。數據傳輸模塊6完成本測量探測裝置和操作控制裝置的數據通信，針對作業環境以及可能采用不同類型的測量載體，設計了有線與無線兩種傳輸方式。在有線傳輸受限的情況下，可以通過無線進行數據傳輸。針對本測量探測裝置的作業環境要求，整體造型采用了簡潔的流線型。本測量探測裝置的充電器使用llV、50Hz交流電源。充電步驟將本測量探測裝置的12芯外部操作控制裝置通訊/充電插座M與本測量探測裝置的充電器的12芯充電插頭連接，連接時插頭和插座的紅色定位點應對正，連接完成后接通充電器電源，充電器電源指示燈LEDl為紅色，充電器充電指示燈LED2為淺紅色。充電數小時后，當充電指本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種水文綜合測量探測裝置，其特征在于：包括：數據處理模塊；電子羅盤；相控陣換能器陣列；收發轉換模塊；相控發射模塊；相控接收模塊；數據采集模塊；和所述數據傳輸模塊；其中，數據處理模塊經由總線與其它模塊連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：房勇，
申請(專利權)人：北京航天福道高技術股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：11