水文测验关键技术研究
发布时间：2022-10-20 10:41
缆道吊箱测流方式是目前我国应用最广泛的测流方式之一,缆道吊箱测流过程中主要完成起点距、水深以及流速等数据的测验。在通过悬杆测验水深过程中,存在水面信号、水底信号准确性及稳定性差且水底信号发生装置机械结构复杂等问题;在利用转子流速仪采集流速信号时,因流速信号受水流电阻干扰导致经常出现信号多采或漏采等现象,使得流速测验精度大大降低;现有的转子流速仪信号采集仪无法根据测流环境变化自动识别流速信号,即使采集到流速信号也无法及时判断信号是否准确。针对悬杆测深过程中的水底信号获取时的难题,课题利用ANSYS/LSDYNA软件建立了悬杆碰撞河床三维模型并对碰撞过程进行数据分析,得出碰撞过程中悬杆速度、加速度变化曲线并由此推导出碰撞瞬间电机输出扭矩变化趋势,与电机实际输出扭矩值对比发现其变化趋势基本一致,最后通过PLC程序监测伺服单元电压反馈值变化,准确获得水底信号。通过对不同型号转子流速仪结构及信号产生原理分析,并在实验室模拟出不同测流环境,测量不同型号流速仪在不同测流环境中流速仪接线柱之间电阻变化规律,由此规律设计了流速信号采集硬件电路。利用示波器采集流速仪工作过程中接线柱间电压变化情况,得出流速...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 水文测验技术国内外研究现状
1.2.1 国外水文测验技术发展
1.2.2 水文测验技术在我国发展
1.3 课题主要研究内容
1.4 论文章节安排
第二章 缆道吊箱测流
2.1 概述
2.2 缆道吊箱测流工作过程
2.3 测流计算
2.3.1 流量计算原理
2.3.2 部分面积计算
2.3.3 部分面积流量计算
2.4 本章小结
第三章 无传感器测深技术
3.1 概述
3.2 传统悬杆测深技术介绍
3.2.1 传统悬杆结构与工作过程
3.2.2 水面与水底信号采集方法
3.3 无传感器测深技术
3.3.1 悬杆工作过程及测深原理
3.3.2 碰撞模型建立
3.3.3 电机扭矩计算
3.3.4 结果对比分析
3.4 本章小结
第四章 流速信号处理
4.1 概述
4.2 转子流速仪结构与发讯原理
4.3 水流导电性分析
4.3.1 信号干扰源
4.3.2 流速测验环境模拟实验
4.4 流速仪信号处理
4.4.1 硬件设计
4.4.2 信号处理
4.5 本章小结
第五章 水文数据采集仪
5.1 概述
5.2 水文数据采集仪电路设计
5.2.1 电源模块
5.2.2 Arduino mega2560核心控制模块
5.2.3 显示与声光提示模块
5.2.4 按键光电编码器输入模块
5.2.5 数据存储模块
5.3 水文数据采集仪软件开发
5.3.1 软件开发环境概述
5.3.2 软件结构分析
5.3.3 深度测验
5.3.4 流速测验
5.3.5 数据存储
5.3.6 显示及声光提示
5.3.7 按键光电编码器输入
5.4 水文数据综合采集仪硬件制作
5.4.1 电路板设计
5.4.2 外部端口设计
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 前景展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]振动深松铲土壤切削有限元模拟分析——基于ANSYS/LSDYNA[J]. 刘晓红,邱立春. 农机化研究. 2017(01)
[2]雷达波测流技术在永定水文站的应用[J]. 沈晓红. 水利科技. 2016(02)
[3]黄河泥沙变化研究现状与问题[J]. 穆兴民,王万忠,高鹏,赵广举. 人民黄河. 2014(12)
[4]按键消抖电路瞬态分析和设计[J]. 颜福才. 现代电子技术. 2014(06)
[5]Present and future of hydrology[J]. Xiao-fang RUI,Ning-ning LIU,Qiao-ling LI,Xiao LIANG. Water Science and Engineering. 2013(03)
[6]雷达波流速仪在中小河流流量测验中的应用分析[J]. 秦福清. 水利信息化. 2012(04)
[7]电波流速仪雷达测速枪的应用研究[J]. 范立金. 陕西水利. 2012(04)
[8]基于SD卡的数据存储系统设计[J]. 周跃,沈捷,花魁. 化工自动化及仪表. 2012(01)
[9]声学多普勒流速剖面仪ADCP及其在水文测流中的应用[J]. 蓝标,曲娟. 气象水文海洋仪器. 2011(04)
[10]最小二乘法原理及其简单应用[J]. 邹乐强. 科技信息. 2010(23)
硕士论文
[1]AFS型吊箱式缆道自动化测流系统的研究与应用[D]. 杨红星.太原理工大学 2016
[2]基于多普勒效应的水下目标定位技术研究[D]. 徐初杰.华南理工大学 2013
[3]碰撞动力学的刚柔模型比较研究[D]. 栗鹏.青岛理工大学 2012
[4]几种改进的中值滤波算法研究[D]. 牛秀琴.四川师范大学 2012
[5]基于图像的流速监测系统设计与研究[D]. 李峰.太原理工大学 2011
[6]基于图像处理的山溪性河流流速测量研究[D]. 李刚.内蒙古科技大学 2010
[7]便携式智能流速仪的研制[D]. 项德明.重庆大学 2003
本文编号：3694334
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 水文测验技术国内外研究现状
1.2.1 国外水文测验技术发展
1.2.2 水文测验技术在我国发展
1.3 课题主要研究内容
1.4 论文章节安排
第二章 缆道吊箱测流
2.1 概述
2.2 缆道吊箱测流工作过程
2.3 测流计算
2.3.1 流量计算原理
2.3.2 部分面积计算
2.3.3 部分面积流量计算
2.4 本章小结
第三章 无传感器测深技术
3.1 概述
3.2 传统悬杆测深技术介绍
3.2.1 传统悬杆结构与工作过程
3.2.2 水面与水底信号采集方法
3.3 无传感器测深技术
3.3.1 悬杆工作过程及测深原理
3.3.2 碰撞模型建立
3.3.3 电机扭矩计算
3.3.4 结果对比分析
3.4 本章小结
第四章 流速信号处理
4.1 概述
4.2 转子流速仪结构与发讯原理
4.3 水流导电性分析
4.3.1 信号干扰源
4.3.2 流速测验环境模拟实验
4.4 流速仪信号处理
4.4.1 硬件设计
4.4.2 信号处理
4.5 本章小结
第五章 水文数据采集仪
5.1 概述
5.2 水文数据采集仪电路设计
5.2.1 电源模块
5.2.2 Arduino mega2560核心控制模块
5.2.3 显示与声光提示模块
5.2.4 按键光电编码器输入模块
5.2.5 数据存储模块
5.3 水文数据采集仪软件开发
5.3.1 软件开发环境概述
5.3.2 软件结构分析
5.3.3 深度测验
5.3.4 流速测验
5.3.5 数据存储
5.3.6 显示及声光提示
5.3.7 按键光电编码器输入
5.4 水文数据综合采集仪硬件制作
5.4.1 电路板设计
5.4.2 外部端口设计
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 前景展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]振动深松铲土壤切削有限元模拟分析——基于ANSYS/LSDYNA[J]. 刘晓红,邱立春. 农机化研究. 2017(01)
[2]雷达波测流技术在永定水文站的应用[J]. 沈晓红. 水利科技. 2016(02)
[3]黄河泥沙变化研究现状与问题[J]. 穆兴民,王万忠,高鹏,赵广举. 人民黄河. 2014(12)
[4]按键消抖电路瞬态分析和设计[J]. 颜福才. 现代电子技术. 2014(06)
[5]Present and future of hydrology[J]. Xiao-fang RUI,Ning-ning LIU,Qiao-ling LI,Xiao LIANG. Water Science and Engineering. 2013(03)
[6]雷达波流速仪在中小河流流量测验中的应用分析[J]. 秦福清. 水利信息化. 2012(04)
[7]电波流速仪雷达测速枪的应用研究[J]. 范立金. 陕西水利. 2012(04)
[8]基于SD卡的数据存储系统设计[J]. 周跃,沈捷,花魁. 化工自动化及仪表. 2012(01)
[9]声学多普勒流速剖面仪ADCP及其在水文测流中的应用[J]. 蓝标,曲娟. 气象水文海洋仪器. 2011(04)
[10]最小二乘法原理及其简单应用[J]. 邹乐强. 科技信息. 2010(23)
硕士论文
[1]AFS型吊箱式缆道自动化测流系统的研究与应用[D]. 杨红星.太原理工大学 2016
[2]基于多普勒效应的水下目标定位技术研究[D]. 徐初杰.华南理工大学 2013
[3]碰撞动力学的刚柔模型比较研究[D]. 栗鹏.青岛理工大学 2012
[4]几种改进的中值滤波算法研究[D]. 牛秀琴.四川师范大学 2012
[5]基于图像的流速监测系统设计与研究[D]. 李峰.太原理工大学 2011
[6]基于图像处理的山溪性河流流速测量研究[D]. 李刚.内蒙古科技大学 2010
[7]便携式智能流速仪的研制[D]. 项德明.重庆大学 2003
本文编号：3694334
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