电容式高精度雨量测量系统的设计与实现

发布时间：2024-04-12 18:41

　　随着人类对文化遗产关注度的提高,对其保护工作越来越受到重视,监测野外大型土遗址文物生存状态成为文物保护预警的主要任务。研究发现气候环境的变化对物质文化遗产带来的损害是文物生存状态恶化的主要因素之一,监测在复杂环境下大型土遗址文物区域内降雨量和降水强度是其生存状态监测的重要内容之一。本文针对文物保护预警需求设计了一种电容式高精度雨量测量系统,实现了对无人值守大型土遗址区域降雨信息的远程在线监测。系统以STM32为控制器完成了运算、控制和数据处理等功能；设计了非机械式电容结构雨量传感器和相应的雨量信号转换电路；研究了电容式雨量传感器的温度特性,通过BP神经网络算法模型对雨量传感器进行了温度补偿设计,提高了其测量精度；根据应用环境特点,设计了风能与太阳能互补的供电单元并采用大容量蓄电池储能,保证了系统的可靠工作；采用GPRS通信方式实现了降雨信息的远程、实时测量；耐候性设计提高了系统稳定性、拓展了其环境适应能力。通过对雨量测量系统长时间野外环境远程测试验证表明,系统测量精度小于0.1mm,测量误差小于3%,系统的测量结果与气象部门所测数据具有高度的一致性;蓄电池电压范围9.7V-12.6V,...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２长城遗址严重雨水冲刷国??

利用信息技术的感知方法和手段，设计适合野外、复杂环境区域??专用的雨量感知系统和远程可靠、在线工作模式的稳定数据传输系统，对于??研巧雨水对长城遗址保存状态的影响具有一定的实用价值。图１－２是考察获??取长城遗址严重雨水冲刷图片。??厚狸??图１－２长城遗址严重雨水冲刷国??１．....

图３－１筒型电容器结构示煮图?

烛绝缘量筒外侧面、不铸钢椿作为中屯、电极固定在量筒中央位置，两个电极??之间空气和雨水作为介质，利用空气和雨水介电常数的差异实现液位高度的??测量。筒型电容结构如图３－１、３－２所示。??内化巧??引，战?电?—??＇绝?Ｉ?Ｓ?？〇?面、、??丈Ａ?＾?ｗＷ?图?＼??＿＿＾?....

图３－２筒型电容器剖视图??在图３－２中，Ｄｏ是中屯、电极的直径；ｒｉ是量筒壁内侧到中屯、点的距离；??

烛绝缘量筒外侧面、不铸钢椿作为中屯、电极固定在量筒中央位置，两个电极??之间空气和雨水作为介质，利用空气和雨水介电常数的差异实现液位高度的??测量。筒型电容结构如图３－１、３－２所示。??内化巧??引，战?电?—??＇绝?Ｉ?Ｓ?？〇?面、、??丈Ａ?＾?ｗＷ?图?＼??＿＿＾?....

图３－３传感器筒型电容的电容量与液体体积的关系图??

献去化??图３－３传感器筒型电容的电容量与液体体积的关系图??由图３－３可知，当内电极加有绝缘层时，筒型电容所形成的电容量随着??液体体积增加变化缓慢，灵敏度较低，但其线性度较好。??当内电极是裸露电极时，筒型电容所形成的电容量随着液体体积增加变??化明显，灵敏度较高，但其线性度....

本文编号：3951807