一種非接觸式水表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于非接觸式測量計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸式水表。解決了現(xiàn)有水表需要安裝在水管中，測量靈敏度低，隨時間因水分存在，生銹老化等問題，具有安裝更換方便，測量靈敏度高，測量精度高等的特點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代測試計(jì)量技術(shù)的高精度、高效率、無損傷等高要求決定測試計(jì)量技術(shù)向著非接觸測量方向發(fā)展。其中，一些非光學(xué)速度測試手段如毫米波雷達(dá)、超聲波測速儀已投入實(shí)用，由于受到方向性差、發(fā)散角大等因素的制約，測量精度不夠高。近年來，隨著激光技術(shù)的迅猛發(fā)展以及光學(xué)器件的不斷完善，利用光學(xué)手段進(jìn)行速度測試已成為新的發(fā)展方向。
[0003]傳統(tǒng)的水表利用將傳感器放置在水中，通過感應(yīng)水流，測定水的流量。這種接觸式測量水表安裝更換非常麻煩，必須關(guān)閉水源才能更換，這給工業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成極大的阻礙；這種接觸式測量水表由于長期放置在水管中，水表采用的管材也會生銹，老化；這種接觸式測量水表測量靈敏度低，測量精度低。
[0004]針對上述問題，本實(shí)用新型利用激光多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的頻移和速度的線性關(guān)系，通過探測多普勒頻移推算出水流速度，根據(jù)水管直徑可以計(jì)算出流量，具有安裝更換方便，測量靈敏度高，測量精度高等的特點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中接觸式水表安裝更換不方便，測量靈敏度低，測量精度低等問題。
[0006]為此，本實(shí)用新型提供了一種非接觸式水表，包括:激光發(fā)生裝置，聚光鏡，透明自來水管，光電倍增管，多普勒信號濾波放大模塊，多普勒頻率檢測解算模塊，流量換算顯示模塊，激光發(fā)生裝置固定支架，光電倍增管固定支架，其中聚光鏡固定在激光發(fā)生裝置上，激光發(fā)生裝置通過激光發(fā)生裝置固定支架固定在透明自來水管上，光電倍增管通過光電倍增管固定支架固定在透明自來水管上，多普勒頻率檢測解算模塊通過多普勒信號濾波放大模塊與光電倍增管相連接，多普勒頻率檢測解算模塊(6)與流量換算顯示模塊連接。
[0007]上述的一種非接觸式水表，其特征在于:激光發(fā)生裝置包含大功率激光電源。
[0008]上述的一種非接觸式水表，其特征在于:激透明自來水管需要使用透明材料組成。
[0009]上述的一種非接觸式水表，其特征在于:多普勒信號濾波放大模塊使用低噪聲放大器。
[0010]上述的一種非接觸式水表，其特征在于:多普勒頻率檢測解算模塊必須選用高速DSP或者FPGA處理器。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型提供的這種非接觸式水表，包括:激光發(fā)生裝置，聚光鏡，透明自來水管，光電倍增管，多普勒信號濾波放大模塊，多普勒頻率檢測解算模塊，流量換算顯示模塊，激光發(fā)生裝置固定支架，光電倍增管固定支架，其中聚光鏡固定在激光發(fā)生裝置上，激光發(fā)生裝置通過激光發(fā)生裝置固定支架固定在透明自來水管上，光電倍增管通過光電倍增管固定支架固定在透明自來水管上，多普勒頻率檢測解算模塊通過多普勒信號濾波放大模塊與光電倍增管相連接，多普勒頻率檢測解算模塊與流量換算顯示模塊連接。本實(shí)用新型一種非接觸式水表，具有安裝更換方便，測量靈敏度高，測量精度高等的特點(diǎn)。
[0012]以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0013]圖1是一種非接觸式水表示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記說明:1、激光發(fā)生裝置，2、聚光鏡，3、透明自來水管，4、光電倍增管，5、多普勒信號濾波放大模塊，6、多普勒頻率檢測解算模塊，7、流量換算顯示模塊，8、激光發(fā)生裝置固定支架，9、光電倍增管固定支架。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施實(shí)例I
[0016]如圖1是一種非接觸式水表，包括:激光發(fā)生裝置1，聚光鏡2，透明自來水管3，光電倍增管4，多普勒信號濾波放大模塊5，多普勒頻率檢測解算模塊6，流量換算顯示模塊7，激光發(fā)生裝置固定支架8，光電倍增管固定支架9，其中聚光鏡2固定在激光發(fā)生裝置I上，激光發(fā)生裝置I通過激光發(fā)生裝置固定支架8固定在透明自來水管3上，光電倍增管4通過光電倍增管固定支架9固定在透明自來水管上，多普勒頻率檢測解算模塊6通過多普勒信號濾波放大模塊5與光電倍增管4相連接，多普勒頻率檢測解算模塊6與流量換算顯示模塊7連接。在使用過程，激光發(fā)生裝置發(fā)射激光，激光倍增管檢測散射光信號，通過放大信號處理，多普勒頻率檢測模塊，可以檢測多普勒頻率，根據(jù)管子直徑可以得出瞬時的流量，長時間累積就可以得到流量。
[0017]實(shí)施實(shí)例2
[0018]在實(shí)施實(shí)例I的基礎(chǔ)上，一種非接觸式水表激光發(fā)生裝置I包含大功率激光電源，功率電源可以保證激光的正常發(fā)射，功率越大，測量靈敏度越高，本實(shí)施實(shí)例中的光路結(jié)構(gòu)選用線偏振光He-Ne激光器作為光源，發(fā)散角為1.3mrad,波長為632.8納米，光點(diǎn)小，光強(qiáng)集中，并具有相干性！單色性好！方向性強(qiáng)和亮度高等優(yōu)點(diǎn)，可滿足測量要求。
[0019]實(shí)施實(shí)例3
[0020]在實(shí)施實(shí)例I的基礎(chǔ)上，一種非接觸式水表，激透明自來水管3需要使用透明材料組成，透明材料允許更多的光透射，采用普通的透明水管材料，有利于光透射。
[0021]實(shí)施實(shí)例4
[0022]在實(shí)施實(shí)例I的基礎(chǔ)上，一種非接觸式水表，多普勒信號濾波放大模塊5使用低噪聲放大器，低噪聲放大器可以保證引入較低的環(huán)境噪聲，本實(shí)施實(shí)例中采用德州儀器公司的OPA2227運(yùn)算放大器，這個運(yùn)放低噪聲，寬帶寬，穩(wěn)定時間5us，高共模抑制比138dB，高開環(huán)增益160dB，低輸入偏置電流ΙΟηΑ，低偏移電壓100uV，寬電源電壓，這樣有利于多普勒信號的檢測。
[0023]實(shí)施實(shí)例5
[0024]在實(shí)施實(shí)例I的基礎(chǔ)上，一種非接觸式水表多普勒頻率檢測解算模塊6必須選用高速DSP或者FPGA處理器，流速檢測保證實(shí)時性，系統(tǒng)選用德州儀器公司的TMS320F2812處理器，TMS320F2812處理器是德州儀器公司的32為定點(diǎn)DSP處理器，該DSP采用圍繞8條總線的改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)，CPU經(jīng)過專門的硬件邏輯設(shè)計(jì)，指令的執(zhí)行采用流水線方式，加上高度專業(yè)化的指令系統(tǒng)使得F2812具有高度的并行性、實(shí)時性。內(nèi)置雙采樣和保持的12位精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，80ns流水線轉(zhuǎn)換時間；由于輸入信號是模擬信號，但數(shù)字信號處理器只能夠處理數(shù)字信號，這就要求對信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后再進(jìn)行處理。TMS320F2812可以保證信號處理實(shí)時性，從而保證水流量的實(shí)時監(jiān)測。
[0025]以上例舉僅僅是對本實(shí)用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非接觸式水表，其特征在于包括:激光發(fā)生裝置(I )，聚光鏡(2)，透明自來水管(3)，光電倍增管(4)，多普勒信號濾波放大模塊(5)，多普勒頻率檢測解算模塊(6)，流量換算顯示模塊(7)，激光發(fā)生裝置固定支架(8)，光電倍增管固定支架(9)，其中聚光鏡(2)固定在激光發(fā)生裝置(I)上，激光發(fā)生裝置(I)通過激光發(fā)生裝置固定支架(8)固定在透明自來水管(3 )上，光電倍增管(4 )通過光電倍增管固定支架(9 )固定在透明自來水管上，多普勒頻率檢測解算模塊(6)通過多普勒信號濾波放大模塊(5)與光電倍增管(4)相連接，多普勒頻率檢測解算模塊(6)與流量換算顯示模塊(7)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式水表，其特征在于:激光發(fā)生裝置(I)包含大功率激光電源。
3.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式水表，其特征在于:激透明自來水管(3)需要使用透明材料組成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式水表，其特征在于:多普勒信號濾波放大模塊(5)使用低噪聲放大器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式水表，其特征在于:多普勒頻率檢測解算模塊(6)必須選用高速DSP或者FPGA處理器。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于非接觸式測量計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種非接觸式水表，包括：激光發(fā)生裝置（1），聚光鏡（2），透明自來水管（3），光電倍增管（4），多普勒信號濾波放大模塊（5），多普勒頻率檢測解算模塊（6），流量換算顯示模塊（7），激光發(fā)生裝置固定支架（8），光電倍增管固定支架（9），解決了現(xiàn)有水表需要安裝在水管中，測量靈敏度低，隨時間因水分存在，生銹老化等問題，具有安裝更換方便，測量靈敏度高，測量精度高等的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01F1-66
【公開號】CN204359369
【申請?zhí)枴緾N201420783723
【發(fā)明人】劉龍超
【申請人】西安丁子電子信息科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月12日