久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置，該裝置由ARM單片機(jī)控制，由激光發(fā)射器、激光信號(hào)控制器、激光信號(hào)接收器組成激光發(fā)射與接收單元；由信號(hào)過濾器、信號(hào)放大器、運(yùn)算器及GPS定位模塊構(gòu)成信號(hào)處理單元；由儲(chǔ)存及顯示器、短信發(fā)射模塊和藍(lán)牙組成的成果發(fā)射器構(gòu)成成果輸出單元；通過成果發(fā)射器或接口與計(jì)算機(jī)連接；發(fā)出的激光脈沖后，經(jīng)觀測(cè)井水面反射后，進(jìn)入信號(hào)處理，經(jīng)過濾放大后，電信號(hào)進(jìn)入運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算以及由GPS定位模塊定位；運(yùn)算后的成果通過數(shù)據(jù)傳輸線導(dǎo)入成果輸出單元；分別通過短信發(fā)射模塊、藍(lán)牙同步傳輸?shù)竭h(yuǎn)程管理手機(jī)、PC端，完成了水位測(cè)量。
【專利說(shuō)明】手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬地下水位激光測(cè)量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種用于水利、國(guó)土、地礦、環(huán) 保、市政、地震等部門在觀測(cè)井、抽水井水位量測(cè)的手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 水位測(cè)量中按測(cè)量方式可分為浮子式、超聲波式、激光式、壓力式及感應(yīng)式等多種 形式。超聲波液位計(jì)和激光液位計(jì)測(cè)量精度高，可靠性好，屬于光波測(cè)量技術(shù)范疇。超聲波 水位儀由于波的自身原因，對(duì)于幾十米到幾百米的距離時(shí)誤差較大，因而其測(cè)量范圍較小。 激光式水位計(jì)分為相位法、差頻相位法、脈沖法；所謂相位法測(cè)距是將一調(diào)制信號(hào)對(duì)發(fā)射光 波的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制，采用測(cè)定調(diào)制光波往返于被測(cè)距離的相位差，間接求得待測(cè)距離。差 頻相位法是用本振信號(hào)與調(diào)制信號(hào)相混頻得到差頻低頻信號(hào)后，再對(duì)差頻信號(hào)進(jìn)行相位檢 測(cè)，它比相位法精度有所提高。這種差頻相位法要求在被測(cè)距離兩端有能夠主動(dòng)配合的目 標(biāo)。脈沖式激光水位測(cè)量?jī)x是通過測(cè)量激光從發(fā)射到返回之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離的。目前 激光測(cè)距多采用相位法，該方法對(duì)反射目標(biāo)有一定要求，即必須要求有反射鏡或其它反射 裝置，工藝復(fù)雜，這種激光液位測(cè)量一般采用相位法。精密的短程光電測(cè)距系統(tǒng)基本上都是 采用差頻相位法測(cè)距。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明是這樣認(rèn)為的，水是一種比較復(fù)雜的介質(zhì)，激光照射到水面后，總有一部分 (據(jù)有關(guān)資料介紹，純水中反射率為2. 2%，地下水反射率更高些）形成反射，這樣就能被測(cè)距 裝置接收，測(cè)距裝置同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間。光速和往返時(shí)間的乘積的一半，就是測(cè)距 裝置和被測(cè)量物體之間的距離；脈沖式激光水位測(cè)量，因?yàn)楣馑偬欤s為3X10 8m/s，要想 使分辨率達(dá)到1mm即〇. 〇〇lm，則傳輸時(shí)間測(cè)量電路必須能分辨出以下極短的時(shí)間：〇. 〇〇lm/ (3X108m/s)=3ps,如要分辨出3ps的時(shí)間，電路實(shí)現(xiàn)起來(lái)造價(jià)太過高昂。采用激光回波分 析，利用平均法則統(tǒng)計(jì)學(xué)算法可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的分辨率，最遠(yuǎn)檢測(cè)距離可達(dá)200m，并且 能保證響應(yīng)速度。微弱光電信號(hào)的過濾、采集、轉(zhuǎn)換與放大，在現(xiàn)階段通過低溫漂放大器可 以得到實(shí)現(xiàn)，放大倍數(shù)滿足要求。高可靠性、高精度、長(zhǎng)距離、多功能，低功耗，一直是衡量測(cè) 距儀性能的重要指標(biāo)；針對(duì)上述，本發(fā)明旨在提供一種能夠快捷、高效、便利的地下水位測(cè) 量裝置。本發(fā)明采用激光回波分析，利用平均法則這一統(tǒng)計(jì)學(xué)算法，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的分辨率， 最遠(yuǎn)檢測(cè)深度可達(dá)200m，并且能保證響應(yīng)速度。ARM單片機(jī)使本發(fā)明的功能、精度和質(zhì)量大 幅度提升，且電路簡(jiǎn)單，故障率低，可靠性高。
[0004] 本發(fā)明方案是這樣的，該手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置由ARM單片機(jī)控 制，包括有激光發(fā)射與接收、信號(hào)處理、成果輸出三個(gè)單元組成。由激光發(fā)射器、激光信號(hào) 控制器、激光信號(hào)接收器組成激光發(fā)射與接收單元；由信號(hào)過濾器、信號(hào)放大器、運(yùn)算器及 GPS定位模塊構(gòu)成信號(hào)處理單元；由儲(chǔ)存及顯示器、成果發(fā)射器(短信發(fā)射模塊、藍(lán)牙）構(gòu)成 成果輸出單元，通過發(fā)射器或接口與計(jì)算機(jī)連接。所述激光發(fā)射器和激光信號(hào)控制器將激 光脈沖發(fā)出后，經(jīng)觀測(cè)井水面反射后，反射部分的激光返回到激光信號(hào)接收器，進(jìn)入信號(hào)處 理單元。信號(hào)接收器將激光信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)后，傳輸?shù)叫盘?hào)過濾器，采用儀表放大 技術(shù)利用ARM單片機(jī)實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字相關(guān)的算法，改善信噪比，有效恢復(fù)淹沒于強(qiáng)背景噪聲 中的微弱信號(hào)，極其微弱的激光反射信號(hào)經(jīng)過濾轉(zhuǎn)換器處理后，電信號(hào)經(jīng)過信號(hào)放大器，所 述儀表放大技術(shù)，可以進(jìn)行微弱光電信號(hào)的檢測(cè)與采集，具有尺寸小、低功耗、低溫漂、高抗 干擾、強(qiáng)信噪比、大倍數(shù)運(yùn)放的特點(diǎn)。主要是去除共模干擾，放大有用信號(hào)，完成從水面反射 回來(lái)的弱信號(hào)的檢拾，達(dá)到ARM單片機(jī)的電平要求。之后電信號(hào)進(jìn)入數(shù)據(jù)運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算 以及GPS定位。運(yùn)算后的成果通過數(shù)據(jù)傳輸線導(dǎo)入成果輸出單元。運(yùn)算成果包括測(cè)量時(shí) 間、經(jīng)緯度海拔高度、水位等，分三種方式輸出成果。即時(shí)在本機(jī)儲(chǔ)存、顯示；通過由短信發(fā) 射模塊和藍(lán)牙組成的成果發(fā)射器，分別通過短信發(fā)射模塊、藍(lán)牙同步傳輸?shù)竭h(yuǎn)程管理手機(jī)、 PC端，完成了水位測(cè)量。
[0005] 本發(fā)明的精度高、成本低、攜帶方便、穩(wěn)定性好，應(yīng)用前景廣闊。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的原理框圖； 圖2是本發(fā)明的面板結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007] 圖中，1、總開關(guān)，2、顯示器，3、激光器按鈕，4、測(cè)量按鈕，5、保存數(shù)據(jù)按鈕，6、數(shù)據(jù) 顯示按鈕，7、GPS定位按鈕，8、清楚按鈕，9、激光發(fā)射孔，10、信號(hào)接收器，11、短信發(fā)射模塊， 12、主板，13、SD卡槽，14、鋰電池，15、ARM單片機(jī)，16、GPS芯片，17、信號(hào)放大器，18、信號(hào)過 濾器，19、數(shù)據(jù)傳輸線，20、藍(lán)牙，21、殼體、22、面板，23、數(shù)據(jù)傳輸線。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 本發(fā)明【具體實(shí)施方式】是這樣的，該手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置由ARM單 片機(jī)控制，包括有激光發(fā)射與接收、信號(hào)處理、成果輸出三個(gè)單元組成。由激光發(fā)射器、激 光信號(hào)控制器、激光信號(hào)接收器組成激光發(fā)射與接收單元；由信號(hào)過濾器、信號(hào)放大器、運(yùn) 算器及GPS定位模塊構(gòu)成信號(hào)處理單元；由儲(chǔ)存及顯示器、短信發(fā)射模塊和藍(lán)牙組成的成 果發(fā)射器構(gòu)成成果輸出單元；通過成果發(fā)射器或接口與計(jì)算機(jī)連接。所述激光發(fā)射器和激 光信號(hào)控制器將激光脈沖發(fā)出后，經(jīng)觀測(cè)井水面反射后，反射部分的激光返回到激光信號(hào) 接收器，進(jìn)入信號(hào)處理單元。信號(hào)接收器將激光信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)后，傳輸?shù)叫盘?hào)過 濾器，采用儀表放大技術(shù)利用ARM單片機(jī)實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字相關(guān)的算法，改善信噪比，有效恢復(fù) 淹沒于強(qiáng)背景噪聲中的微弱信號(hào)，極其微弱的激光反射信號(hào)經(jīng)過濾轉(zhuǎn)換器處理后，電信號(hào) 經(jīng)過信號(hào)放大器，所述儀表放大技術(shù)，可以進(jìn)行微弱光電信號(hào)的檢測(cè)與采集，具有尺寸小、 低功耗、低溫漂、高抗干擾、強(qiáng)信噪比、大倍數(shù)運(yùn)放的特點(diǎn)。主要是去除共模干擾，放大有用 信號(hào)，完成從水面反射回來(lái)的弱信號(hào)的檢拾，達(dá)到ARM單片機(jī)的電平要求。之后電信號(hào)進(jìn)入 數(shù)據(jù)運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算以及GPS定位。運(yùn)算后的成果通過數(shù)據(jù)傳輸線導(dǎo)入成果輸出單元。運(yùn) 算成果包括測(cè)量時(shí)間、經(jīng)緯度海拔高度、水位等，分三種方式輸出成果。即時(shí)在本機(jī)儲(chǔ)存、顯 示；通過由短信發(fā)射模塊和藍(lán)牙組成的成果發(fā)射器，分別通過短信發(fā)射模塊、藍(lán)牙同步傳輸 到遠(yuǎn)程管理手機(jī)、PC端，完成了水位測(cè)量。
[0009] 手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置設(shè)有殼體21，殼體21上設(shè)有面板22,面板22 上設(shè)有總開關(guān)1、顯示屏2、激光器按鈕3、測(cè)量按鈕4、保存數(shù)據(jù)按鈕5、數(shù)據(jù)顯示按鈕6、GPS 定位按鈕7、清除按鈕8、激光發(fā)射孔9及信號(hào)接收器10 ;殼體21內(nèi)設(shè)有主板12,主板12上 設(shè)有SD卡槽13, ARM單片機(jī)15、GPS芯片16、信號(hào)放大器17及信號(hào)過濾器18設(shè)置在主板 12上，殼體21內(nèi)還設(shè)有短信發(fā)射模塊11及藍(lán)牙20 ;利用鋰電池14通過數(shù)據(jù)傳輸線19和 數(shù)據(jù)傳輸線23分別給主板12、短信發(fā)射模塊11及藍(lán)牙20供電。
[0010] 使用時(shí)手持激光器，測(cè)量水位之前打開儀器總開關(guān)1，并按下激光器開關(guān)按鈕3， 打開激光發(fā)射器9以及信號(hào)接收器10。將儀器的激光器頂端堅(jiān)直向下，對(duì)向水面。按下測(cè) 量按鈕4,激光發(fā)射器9發(fā)出的激光經(jīng)由被測(cè)水面反射到達(dá)激光接收器10,使用者就可以在 儀器顯示板上讀到所測(cè)水面的水位。同時(shí)使用者可以按下GPS定位按鈕，獲得本測(cè)量裝置 所處的地理坐標(biāo)。如果使用者對(duì)本次測(cè)量滿意，即可按下儲(chǔ)存按鈕5,系統(tǒng)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到SD 存儲(chǔ)卡中，也可以按下藍(lán)牙傳輸按鈕6,將本次測(cè)量的數(shù)據(jù)(被測(cè)水面的水位以及坐標(biāo))經(jīng)藍(lán) 牙同步傳輸?shù)绞謾C(jī)或PC端。一次測(cè)量后可清除本次的結(jié)果，進(jìn)行多次測(cè)量；本井測(cè)量后到 下一個(gè)井測(cè)量。當(dāng)激光接收器10接收到水面反饋回的光信號(hào)時(shí)，光信號(hào)被主板上的光電信 號(hào)轉(zhuǎn)化器18轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸線19進(jìn)入信號(hào)過濾器18,過濾后的有效信號(hào)進(jìn) 入信號(hào)放大器17,使得反饋的信號(hào)便于處理。被放大的信號(hào)傳遞到ARM單片機(jī)，單片機(jī)按 照預(yù)置算法對(duì)收到的電信號(hào)進(jìn)行處理，獲得水位的測(cè)量結(jié)果。同時(shí)藍(lán)牙設(shè)備11，SD存儲(chǔ)卡 槽13, GPS芯片16都用導(dǎo)線與ARM單片機(jī)連接，并在單片機(jī)的控制下協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)將 處理結(jié)果即測(cè)量成果備份至SD存儲(chǔ)卡，并輸出在顯示屏上，根據(jù)測(cè)量需要也可即時(shí)通過藍(lán) 牙發(fā)送到手機(jī)、通過短信發(fā)射模塊設(shè)備傳輸至遠(yuǎn)程的室內(nèi)PC機(jī)。
【權(quán)利要求】
1. 一種手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置，該裝置由arm單片機(jī)控制，包括有激 光發(fā)射與接收、信號(hào)處理、成果輸出三個(gè)單元組成；其特征在于：由激光發(fā)射器、激光信號(hào) 控制器、激光信號(hào)接收器組成激光發(fā)射與接收單元；由信號(hào)過濾器、信號(hào)放大器、運(yùn)算器及 GPS定位模塊構(gòu)成信號(hào)處理單元；由儲(chǔ)存及顯示器、短信發(fā)射模塊和藍(lán)牙組成的成果發(fā)射 器構(gòu)成成果輸出單元；通過成果發(fā)射器或接口與計(jì)算機(jī)連接；所述激光發(fā)射器和激光信號(hào) 控制器將激光脈沖發(fā)出后，經(jīng)觀測(cè)井水面反射后，反射部分的激光返回到激光信號(hào)接收器， 進(jìn)入信號(hào)處理單元；信號(hào)接收器將激光信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)后，傳輸?shù)叫盘?hào)過濾器，采 用儀表放大技術(shù)利用ARM單片機(jī)實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字相關(guān)的算法，改善信噪比，有效恢復(fù)淹沒于 強(qiáng)背景噪聲中的微弱信號(hào)，極其微弱的激光反射信號(hào)經(jīng)過濾轉(zhuǎn)換器處理后，電信號(hào)經(jīng)過信 號(hào)放大器放大，之后電信號(hào)進(jìn)入運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算以及由GPS定位模塊定位；運(yùn)算后的成果 通過數(shù)據(jù)傳輸線導(dǎo)入成果輸出單元；運(yùn)算成果包括測(cè)量時(shí)間、經(jīng)緯度海拔高度、水位等，分 三種方式輸出成果；即時(shí)在本機(jī)儲(chǔ)存及顯示器儲(chǔ)存、顯示；通過由短信發(fā)射模塊和藍(lán)牙組 成的成果發(fā)射器，分別通過短信發(fā)射模塊、藍(lán)牙同步傳輸?shù)竭h(yuǎn)程管理手機(jī)、PC端，完成了水 位測(cè)量。
2. 按照權(quán)利要求1所述的手持式智能化地下水位激光測(cè)量裝置，其特征在于：該裝置 設(shè)有殼體（21)，殼體（21)上設(shè)有面板（22)，面板（22)上設(shè)有總開關(guān)（1)、顯示屏（2)、激光 器按鈕（3)、測(cè)量按鈕（4)、保存數(shù)據(jù)按鈕（5)、數(shù)據(jù)顯示按鈕（6)、GPS定位按鈕（7)、清除按 鈕（8)、激光發(fā)射孔（9)及信號(hào)接收器（10);殼體（21)內(nèi)設(shè)有主板（12)，主板（12)上設(shè)有 SD卡槽（13)，ARM單片機(jī)（15)、GPS芯片（16)、信號(hào)放大器（17)及信號(hào)過濾器（18)設(shè)置在 主板（12)上，殼體（21)內(nèi)還設(shè)有短信發(fā)射模塊（11)及藍(lán)牙（20);利用鋰電池（14)通過數(shù) 據(jù)傳輸線（19)和數(shù)據(jù)傳輸線（23)分別給主板（12)、短信發(fā)射模塊（11)及藍(lán)牙（20)供電。
【文檔編號(hào)】G01F23/292GK104111103SQ201310136625
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月19日
【發(fā)明者】張保祥, 徐一嶠, 張保林, 張立華, 孟凡海, 俆運(yùn)海, 田野 申請(qǐng)人:山東省水利科學(xué)研究院