专利名称：多频adcp的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种声学多普勒流速剖面仪(ADCP)，尤其是涉及一种利用声学多 普勒原理并使用多种异频超声波对河流进行流速、流量测定的多频ADCP。
背景技术：
传统的河流流量测验手段(如经典的旋浆式流速仪法)由于其历时长、自动化程 度低等固有的缺点，越来越不能满足经济社会和水文事业发展的需要；感潮河段以及日益 增多的受人类活动影响的水文测站进行流量测验，使用传统的测验手段更是难以实现。声 学多普勒流速剖面仪(ADCP)利用声学多普勒原理进行流速、流量测验，具有不扰动流场、 历时短、采集数据量大等诸多优点，可以极大程度地减小劳动强度、增加工作效率、提高现 代化水平，成为流量测验方式发展的趋势。但目前市场上的多普勒流量监测仪都是采用发 射固定频率的信号，其噪音影响很大，从而影响整个系统的测量精度。
发明内容针对以上提出的问题，本实用新型目的在于提供一种通过发送接收多种不同频率 的波形的超声波信号，从而抑制系统的噪音干扰，达到高精度测量的多频ADCP。本实用新型通过以下技术措施实现的，一种多频ADCP，包括功率放大器，并联连接 在功率放大器输出端的不少于二个的超声波换能器，以及分别连接在超声波换能器上的不 少于二个的前置放大器，所述功率放大器的输入经D/A转换器连接CPLD芯片的一路输出， 所述CPLD芯片另一路输出连接控制多路模拟开关，所述并联的前置放大器输出连接多路 模拟开关，多路模拟开关的输出经信号放大滤波电路和自动增益控制电路连接数字信号处 理器(DSP)模块，该DSP模块与CPLD芯片连接并与其进行数据交换，DSP模块还连接有能 与外界进行数据交换的通信模块。上述D/A转换器的芯片优选DDS芯片，DDS芯片特别优选AD9850，通信模块优选 GPRS模块。系统工作时DSP控制CPLD产生多组异频、相互独立的超声波信号，进行功率放大 后分别加在不同的换能器的两端，驱动相应的超声波换能器将信号转换为超声波信号发射 出去。相应的超声波换能器接收超声波回波信号经过接收电路处理后，输出含有流速信息 的模拟信号，进入数字信号处理电路进行后续处理。通过对发射波形的优化处理即可抑制 系统中的噪声干扰，实现整个监测系统高精度监测。通过多个超声波换能器产生多组异频、相互独立的超声波信号，接收到的超声波 回波信号经过接收电路处理后，输出含有流速信息的模拟信号，进入数字信号处理电路进 行后续处理。通过对发射波形的优化处理可有效抑制系统中的噪声干扰，实现整个监测系 统高精度监测。本实用新型由于使用了多频法能有效抑制系统中的噪声干扰，从而能大大提高声 学多普勒流速剖面仪的精度。
图1为本实用新型结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。四频ADCP，包括功率放大器2，并联连接在功率放大器2输出端的四个超声波换能 器1，以及分别连接在超声波换能器1上的四个前置放大器7，所述功率放大器2的输入经 D/A转换器3连接CPLD芯片4的一路输出，所述CPLD芯片4另一路输出连接控制四路模拟 开关8，所述四个并联前置放大器7的输出连接四路模拟开关8，四路模拟开关8的输出经 信号放大滤波电路9和自动增益控制电路10连接TMS320F2812模块5，该TMS320F2812模 块5与CPLD芯片4连接并与其进行数据交换，TMS320F2812模块5还连接有能与外界进行 数据交换的GPRS模块6。工作时，其中的TMS320F2812模块5控制CPLD芯片4产生四组异频、相互独立 的超声波信号，四个超声波换能器1能向外发射四个已知的固定频率的独立超声波信号， 在流体中传播后超声波就载有流体流速的信息，接收端接收到含有流体的流速信息的超声 波，CPLD芯片4控制四路模拟开关8分时向信号放大滤波电路9输出已放大的含有流体的 流速信息的信号，经信号放大滤波电路9和自动增益控制电路10处理获得的含有流体流速 信息的低频模拟多普勒信号，再送到TMS320F2812模块5内的A/D转换器进行模数转换， TMS320F2812模块5内部定时中断子程序进行数据采样，采集的数据送入环形数据缓冲区 内，然后TMS320F2812模块5对采样数据进行加窗处理、FFT变换求其功率谱、功率谱的延 伸、叠加等处理得到多普勒频偏值，求得流速，最后通过GPRS模块6将测得的流速数据经 GPRS网络传送给中心计算机。以上是对本实用新型多频ADCP的结构进行了阐述，用于帮助理解本实用新型，但 本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本实用新型原理下所作的改 变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种多频ADCP，包括功率放大器(2)，连接在功率放大器(2)输出端的超声波换能器(1)，以及连接在超声波换能器(1)上的前置放大器(7)，其特征在于所述超声波换能器(1)和前置放大器(7)都不少于二个，所述功率放大器(2)的输入经D/A转换器(3)连接CPLD芯片(4)的一路输出，所述CPLD芯片(4)另一路输出连接控制多路模拟开关(8)，所述并联的不少于二个的前置放大器(7)输出连接多路模拟开关(8)，多路模拟开关(8)的输出经信号放大滤波电路(9)和自动增益控制电路(10)连接DSP模块(5)，该DSP模块(5)与CPLD芯片(4)连接并与其进行数据交换，DSP模块(5)还连接有能与外界进行数据交换的通信模块(6)。
2.根据权利要求1所述的多频ADCP，其特征在于所述D/A转换器(3)的芯片为DDS芯片。
3.根据权利要求2所述的多频ADCP，其特征在于所述DDS芯片为AD9850。
4.根据权利要求1所述的多频ADCP，其特征在于所述通信模块(6)为GPRS模块。
专利摘要本实用新型公开了一种多频ADCP，包括功率放大器，并联连接在功率放大器输出端的不少于二个超声波换能器，以及分别连接在超声波换能器上的不少于二个前置放大器，所述功率放大器的输入经D/A转换器连接CPLD芯片的一路输出，所述CPLD芯片另一路输出连接控制多路模拟开关，所述并联的前置放大器输出连接多路模拟开关，多路模拟开关的输出经信号放大滤波电路和自动增益控制电路连接数字信号处理器(DSP)模块，该DSP模块与CPLD芯片连接并与其进行数据交换，DSP模块还连接有能与外界进行数据交换的通信模块。本实用新型由于使用了多频法能有效抑制系统中的噪声干扰，从而能大大提高声学多普勒流速剖面仪的精度。
文档编号G01P5/24GK201594094SQ20092026223
公开日2010年9月29日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者吕俊鹏, 杜伟, 王富生, 肖豪 申请人:宇星科技发展(深圳)有限公司