本实用新型涉及断面流速仪测量技术领域，具体是一种水下超声波声学层析断面流速仪。
背景技术：
现有的对水流断面流速进行测量的装置，结构复杂，成本高，系统可靠性低，测量精度一般，且无法准确测量出大河流断面平均流速，只能测量出单点流速，对大河段平均流速无代表性。
因此，本实用新型提出一种改进的水下超声波声学层析断面流速仪，利用水下超声波层析技术对水流断面流速进行测量。水下超声波层析技术是通过对过水断面在超声波传输下所获取的数据重建信息技术，是对断面不同声学参数的反应，通过声波在多路径传播的平均时间来得出平均流速。水下超声波具有较好的指向性、成本低、系统可靠性高等优点。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种水下超声波声学层析断面流速仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种水下超声波声学层析断面流速仪，包括主处理器，所述主处理器的输出端通过导线连接有用于发射超声波信号的超声波传感器，所述超声波传感器上连接有用于接收回波信号并对回波信号进行带通滤波的回波信号滤波模块，所述回波信号滤波模块的输出端通过导线连接有用于对回波信号进行自适应放大的程控放大器，所述程控放大器的输出端通过导线连接有用于初步判定回波是否真实的幅值特征识别模块，所述幅值特征识别模块的输出端通过导线固定连接有用于识别回波是否准确的特征匹配识别模块，所述特征匹配识别模块的输出端通过导线把回波信息输送到主处理器内，所述主处理器通过通讯线连接有用于将主处理器内的数据上传到云平台的4g数据上传模块。
作为本实用新型进一步的方案：所述主处理器的输入端通过导线连接有用于提供1pps授时和主从机定位信息的北斗定位授时模块。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主处理器的输入端通过通讯线连接有宽带数据链。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主处理器的输出端通过通讯线连接有用于显示主机状态和测量参数的彩屏显示器。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主处理器上设置有用于防止水进入到主处理器上的密封垫。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主处理器上设置有便于主处理器固定安装的螺孔和螺栓。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型利用超声波射线层析理论，在忽略散射的条件下，将超声波射线的传播路径等价于直线传输，通过路径最终、走时计数、迭代重建等方法来实现截面平均流速重构，水下超声波射线传输能轻松迭代河水流速，在检测端使用幅值跟踪，特征匹配等技术解析出迭代在超声波射线传输过程中河水流速。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：4g数据上传模块1、彩屏显示器2、主处理器3、北斗定位授时模块4、超声波传感器5、回波信号滤波模块6、程控放大器7、幅值特征识别模块8、特征匹配识别模块9、宽带数据链10。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例中，一种水下超声波声学层析断面流速仪，包括主处理器3，所述主处理器3的输出端通过通讯线连接有用于显示主机状态和测量参数的彩屏显示器2，所述主处理器3的输入端通过导线连接有用于提供1pps授时和主从机定位信息的北斗定位授时模块4，所述主处理器3的输出端通过导线连接有用于发射超声波信号的超声波传感器5。
所述超声波传感器5上连接有用于接收回波信号并对回波信号进行带通滤波的回波信号滤波模块6，所述回波信号滤波模块6的输出端通过导线连接有用于对回波信号进行自适应放大的程控放大器7，所述程控放大器7的输出端通过导线连接有用于初步判定回波是否真实的幅值特征识别模块8，所述幅值特征识别模块8的输出端通过导线固定连接有用于识别回波是否准确的特征匹配识别模块9，所述特征匹配识别模块9的输出端通过导线把回波信息输送到主处理器3内。
所述主处理器3通过通讯线连接有用于将主处理器3内的数据上传到云平台的4g数据上传模块1，所述主处理器3的输入端通过通讯线连接有宽带数据链10。
本实用新型的工作原理是：
实际使用中，需要两台本实用新型设备配合使用，设备a和设备b分别设置在河流的两岸，设备a和设备b通过北斗定位授时模块4授时同步，设备a在卫星时间为奇数时通过主处理器3控制超声波传感器5对过水断面发出超声波信号，并且在卫星时间为偶数时接收设备b发来的超声波信号，设备b在卫星时间为奇数时通过主处理器3控制超声波传感器5对过水断面发出超声波信号，并且在卫星时间为偶数时接收设备a发来的超声波信号。
设备a和设备b均通过回波信号滤波模块6对回波信号进行带通滤波，回波信号滤波模块6把处理后的回波信号传送到程控放大器7上，通过程控放大器7对回波信号进行自适应放大，程控放大器7把放大后的回波信号传送到幅值特征识别模块8上，通过幅值特征识别模块8初步判定回波是否真实，幅值特征识别模块8把真实的回波信号传送到特征匹配识别模块9上，通过特征匹配识别模块9识别回波是否准确，特征匹配识别模块9把准确的回波信号传动到主处理器3上，主处理器3通过4g数据上传模块1把回波信号数据上传到云平台上。
然后设备a和设备b通过宽带数据链10进行数据交互，从而得到高精度的时延估算、通过内置的面积和水位对应关系表得到瞬时流量。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种水下超声波声学层析断面流速仪，包括主处理器(3)，其特征在于：所述主处理器(3)的输出端通过导线连接有用于发射超声波信号的超声波传感器(5)，所述超声波传感器(5)上连接有用于接收回波信号并对回波信号进行带通滤波的回波信号滤波模块(6)，所述回波信号滤波模块(6)的输出端通过导线连接有用于对回波信号进行自适应放大的程控放大器(7)，所述程控放大器(7)的输出端通过导线连接有用于初步判定回波是否真实的幅值特征识别模块(8)，所述幅值特征识别模块(8)的输出端通过导线固定连接有用于识别回波是否准确的特征匹配识别模块(9)，所述特征匹配识别模块(9)的输出端通过导线把回波信息输送到主处理器(3)内，所述主处理器(3)通过通讯线连接有用于将主处理器(3)内的数据上传到云平台的4g数据上传模块(1)。
2.根据权利要求1所述的一种水下超声波声学层析断面流速仪，其特征在于，所述主处理器(3)的输入端通过导线连接有用于提供1pps授时和主从机定位信息的北斗定位授时模块(4)。
3.根据权利要求1所述的一种水下超声波声学层析断面流速仪，其特征在于，所述主处理器(3)的输入端通过通讯线连接有宽带数据链(10)。
4.根据权利要求1所述的一种水下超声波声学层析断面流速仪，其特征在于，所述主处理器(3)的输出端通过通讯线连接有用于显示主机状态和测量参数的彩屏显示器(2)。
5.根据权利要求1所述的一种水下超声波声学层析断面流速仪，其特征在于，所述主处理器(3)上设置有用于防止水进入到主处理器(3)上的密封垫。
6.根据权利要求1所述的一种水下超声波声学层析断面流速仪，其特征在于，所述主处理器(3)上设置有便于主处理器(3)固定安装的螺孔和螺栓。
技术总结