基于神经网络及LoRa无线网络的智能径流采样系统的研究

发布时间：2021-03-09 06:24

　　径流采样系统作为径流小区设施中至关重要的组成部分,已有多年的发展历史。径流采样系统的出现,解决了研究人员每次需要亲自跑到试验地径流小区设施中提取径流,费时费力,也不能及时有效地采集到雨水过程中径流信息等问题。随着物联网、大数据、人工智能以及传感器技术的发展,径流采样系统变得更加智能化。本论文主要围绕径流采样系统方案进行论述,介绍了国内外一些设计案例,前期也参考过部分设计方法,总结出许多的问题,经过反复的实验验证以及方案的修改,最终实现了径流采集智能化以及采集信息的可视化,大大减轻了水土侵蚀研究人员的工作负担。智能径流采样系统大量采用电控技术,避免了传统机械式流体控制单元所带来的效率以及精度等问题。因涡轮流量计输出信号较为微弱,前期实验当中出现了数据断续的问题,通过改进信号检测电路,流量信号得以正常捕获。在同一采样规则下,经过多次采样试验,发现其采集瓶内径流样本量差异明显。发现其原因为采样装置中的采集泵管道前端出现了气液两相流影响了流量测量传感器测量数据,为了找出其变化规律,需采集原始测量数据,然后对测量误差进行数学建模,设计了一套气液两相流试验方案与实验流程。实际情况中存在多种因素影响... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

主控单元电路

第3章总体方案设计17图3.9电源电路Fig.3.9Powercircuit3.2.3径流检测单元电路设计采集装置要求对实时径流情况及强度进行监测，这也是装置进行智能采样的关键。实时径流情况及强度监测是靠翻斗的翻转触碰与之相关联的接近开关，从而导致径流检测单元电路产生触发信号，主控单元监测到信号过后随即进行径流采集。径流检测单元电路如图3.10所示。图3.10径流检测单元电路Fig.3.10Runoffdetectionunitcircuit3.2.4压力降检测单元电路设计压力降的检测可以间接得出垂直上升管道内部气液两相流相含量，为后续计算流量传感器计量误差提供支撑数据，压力降的检测主要依靠安装在管道底部的压力变送器实现，为提高压力降检测分辨率，采用电压输出型，输出范围为0-10V，测量范围为0-16KPa，型号为PCM300。由于主控单元微处理器内部的ADC模块输入电压范围为0~3.3V，需要对压力变送器输出的模拟信号进行变换，然后再输入到ADC通道，其压力检测单元电路如图3.11所示。

第3章总体方案设计17图3.9电源电路Fig.3.9Powercircuit3.2.3径流检测单元电路设计采集装置要求对实时径流情况及强度进行监测，这也是装置进行智能采样的关键。实时径流情况及强度监测是靠翻斗的翻转触碰与之相关联的接近开关，从而导致径流检测单元电路产生触发信号，主控单元监测到信号过后随即进行径流采集。径流检测单元电路如图3.10所示。图3.10径流检测单元电路Fig.3.10Runoffdetectionunitcircuit3.2.4压力降检测单元电路设计压力降的检测可以间接得出垂直上升管道内部气液两相流相含量，为后续计算流量传感器计量误差提供支撑数据，压力降的检测主要依靠安装在管道底部的压力变送器实现，为提高压力降检测分辨率，采用电压输出型，输出范围为0-10V，测量范围为0-16KPa，型号为PCM300。由于主控单元微处理器内部的ADC模块输入电压范围为0~3.3V，需要对压力变送器输出的模拟信号进行变换，然后再输入到ADC通道，其压力检测单元电路如图3.11所示。


本文编号：3072409