"模型黄河"含沙量超声监测系统设计

为解决“模型黄河”含沙量测量中存在的问题,采用改进的超声监测技术设计了“模型黄河”含沙量监测系统。该系统以PLC为硬件平台,利用多通道模拟量输入模块集中采集含沙量信息后传送到上位机进行处理,并能通过组态监控软件实时显示,系统性能稳定、操作方便。模拟试验和现场测量均表明,该系统可基本满足“模型黄河”含沙量监测的要求。     

三门峡水电站过机含沙量自动遥测系统研究

研究黄河三门峡水电站过机含沙量自动遥测系统。该系统较成功地应用ＳＭＩＢ型振动式液体密度传感器来测定水电站过机含沙量，并将含沙量自动检测技术与无线电数字传输技术及计算机应用技术进行了有机地结合，实现了过机含沙量自动遥测。系统能测定５００ｋｇ／ｍ３以下的过机含沙量；系统实时性及抗干扰能力强，实测点据较多，所测得的含沙量数据易于整编、打印和归档保存。     

城市供水管网压力监测系统的研究

该系统运用传感器技术、自动检测技术、无线通讯技术和微型计算机技术,实现对远程数据的采集。系统由上位机和下位机组成,其间用RS232接口相联。下位机由MSP430F149芯片的单片机采集系统和短信收发系统构成,下位机现场板把采集到的管网压力数据通过GSM短信系统传到主机板,主机板再通过串口通信传给上位机;上位机主要是对数据进行综合管理,把各个网点采集的数据存储于数据库中。     

基于DS18B20的多点温度采集系统设计

为了研究对水库库区内水生生物的结构及水质有重要影响的水温分层现象,开发了一种基于温度传感器DS18B20的多点温度采集系统,介绍了该系统下位机部分单片机与传感器硬件连接及程序设计流程,阐述了上位机软件设计中的多线程技术、串行通信及上位机、下位机通讯协议的实现,给出了程序设计流程。模拟应用结果表明,该系统达到设计目标,可以实现20点温度数据同步采集。     

城市给排水泵站无线远程控制与管理系统的设计与应用

主要介绍城市给排水泵站在远程控制与监控方面的应用与设计,本设计采用无线GPRS数据采集模块与PLC控制硬件,组成SCADA系统,并开发了上位机软件的通信部分与编程部分,主要包括无线通信方式的介绍,及开发上位监控软件时MSComm控件在VB中的使用。     

基于RBF神经网络的黄河含沙量测量数据融合研究

针对黄河含沙量高、泥沙时空分布不均和环境变化显著等特点,提出了采用电容式差压法来测量黄河含沙量,建立了基于RBF神经网络的含沙量测量的数学模型。将含沙量信息值与温度、深度和流速值作为RBF网络的输入,进行含沙量测量的反演和误差分析。试验结果表明,基于RBF的数据融合方法能够有效地消除环境影响,提高系统测量的精度和稳定性。     

基于红外光技术的悬移质泥沙在线监测系统及应用

基于高要站2015年5月至2016年5月为期1 a的在线泥沙监测系统采集的悬移质泥沙数据,结合人工实测含沙量结果和在线流量数据进行的统计分析,并以此为例,探讨红外光技术的悬移质泥沙在线监测系统在实际水域中应用的科学可行性。首先数据表明在低含沙量水域(0~0.5 kg/m~3),光学测沙仪侧散射探头精度更高,表现更好;其次水文参数之间如流量、平均流速和含沙量的联系紧密,其变化趋势基本一致,因此大量在线监测系统的数据采集可作为精确的水沙动力模型的基础;综上所述基于红外光的在线悬移质泥沙测量技术是一种安全、高效和可靠的悬沙观测方法,在实际水域在线监测中具有较为广阔的应用前景。     

混凝土排水管道声纳无损检测系统研究

声纳无损检测系统以DSP为硬件平台,利用多通道模拟量输入模块对多基元声基阵检测的特征信息进行集中采集并处理,将已处理的数据传输到上位机,并能在上位机上直观显示混凝土管道腐蚀情况和相应位置,最后完成对此数据的有效存储。经实验室模拟和现场实际测量,该系统基本满足混凝土排水管道腐蚀检测的要求,并且性能稳定,操作方便。     

溪洛渡电厂水头采集与处理

溪洛渡电厂实行调控一体化的运行模式,其水头来源有梯调通信水头、电厂自采水头以及人工设定水头三种模式。首先介绍了溪洛渡电厂水头信号的采集及应用情况,然后详细阐述了电站监控系统上位机对三种水头的处理方式以及下位机和调速系统对上位机下发水头的应用情况。     

径流小区集流桶含沙量全深剖面采样器的研制与试验

径流小区是土壤侵蚀监测的一个重要方法,对其集流桶中含沙量的测定则是侵蚀监测准确与否的关键。在以北京土石山区为代表的粗砂多砂区,传统的搅拌方法无法测得准确的含沙量。因此研制了集流桶含沙量全深剖面采样器,意于以一种简单的采样技术代替传统方法来提高含沙量的测量精度。本研究的目的在于通过实地的系统试验验证采样器的适用性。结果证明采样器的测量精度相对于传统方法有了很大的改进,同时采集泥沙的机械组成符合实际侵蚀状况。     

几种新型量测仪器在河工模型试验中的应用

对长江防洪模型中地形测量系统、流速测量系统和泥沙测量系统中利用的URI-Ⅲ三维地形测量系统、UPIV测流系统、光学后向散射仪、激光粒度分析仪等几种新型仪器的原理、组成及其应用情况进行了介绍.新型量测仪器缩短了试验数据提取和分析的时间,但三维地形测量系统难以测量曲率和宽深比变化较大的河工模型,UPIV测流系统不宜应用在过高含沙量和过深的水流中,0BS受模型沙颜色的影响较大、其反演的含沙量不一定能代表河流中测点的含沙量.     

一种灌区闸门自动化控制系统

介绍了一种灌区信息化中的闸门自动化控制系统,该系统引入工控技术,采用PLC为核心技术,利用高精度水位测量传感器、自主研发的闸位计采集现场数据,上位机远程控制并通过GPRS远程传输站点信号。现场测试结果表明,该系统具有高效、稳定、便捷的特点,能有效提高灌区信息自动化水平。     

利用ADCP回波强度估算河流悬移质含沙量的应用研究

通过简要介绍利用声学多普勒水流剖面仪(ADCP)回波强度估算悬移质含沙量的基本原理,结合梧州水文站的应用实例,利用ADCP的回波强度数据和现场采集的水样含沙量建立相关关系,根据相关关系由回波强度反演估算的水体悬移质含沙量验证了利用ADCP的回波强度估算悬移质含沙量的可行性。应用于梧州水文站的实践表明,左河道推算的系统误差为-0.1%,右河道推算的系统误差为1.5%。这种方法具有不扰动流场、测量剖面同步性较好、数据空间分辨率较高的优点,与传统的取样过滤称量法相比,计算效率显著提高。     

含沙量监测的wavelet-Kalman多尺度融合研究

为解决黄河含沙量监测时传感器易受环境因素影响的问题,简述了音频共振法测量含沙量的原理,探讨了音频共振传感器的谐振频率和含沙量监测之间的关系,提出了贯序式wavelet-Kalman多尺度融合模型,对音频共振传感器的谐振频率进行小波分解,把含沙量数据组成贯序式数据块进行多尺度分析,提取含沙量信号序列中的突变值,建立了Kalman融合方程,将温度信息作为控制信号,消除了环境因素对含沙量监测的影响,并进行了含沙量测量的反演和误差分析。结果表明:贯序式wavelet-Kalman多尺度融合模型能够有效地消除环境影响,提高系统测量的精度和稳定性,平均绝对误差为3.95 kg/m~3,均方根误差为3.13 kg/m~3,比其他反演模型的误差小。     

超声衰减法含沙量测试研究

本文根据超声波在浑水中的衰减规律,提出了一种测量水体中含沙量的新方法.研制出由超声探测传感器、超声仪器和微处理机组合而成的测试系统.在该系统中,提出了“面积比值法”测量声吸收系数,提高了测量的灵敏度和精度.利用保持电路,解决了窄脉冲序列信号的采集和处理问题,保证了测量的稳定性.采用所研制的测试仪器,并配以相应的传感器系列,可望在我国大部分河流中应用.     

基于Kalman-PNN协同融合的悬移质含沙量测量

针对悬移质含沙量在线测量易受环境因素干扰的问题,通过分析卡尔曼滤波(Kalman filter)特性与概率神经网络(PNN)数据融合特点,提出基于卡尔曼滤波和概率神经网络(Kalman-PNN)的协同融合模型。首先应用卡尔曼滤波器对含沙量传感器输出值进行无偏估计,减少含沙量传感器的噪声干扰;然后将含沙量信息和水温、深度、流速等环境信息进行多源数据融合处理,进一步消除环境因素对含沙量测量的影响;最后经过Kalman-PNN协同融合处理,得到更加精确的含沙量实测值。为了验证Kalman-PNN协同融合模型的数据处理效果,在相同试验条件下进行了一元线性回归(ULR)模型、多元线性回归(MLR)模型、PNN模型与BP神经网络模型的含沙量数据处理。通过误差比较分析发现,基于Kalman-PNN协同融合模型的试验数据平均绝对误差仅为11.72 kg/m~3,而一元线性回归模型、多元线性回归模型、PNN模型与BP神经网络模型的分别为103.12、56.02、12.47、49.81 kg/m~3。试验结果表明,基于Kalman-PNN的协同融合模型对含沙量测量精度的提升具有积极作用。     

基于场景视点建模的砂石运输量计量方法研究

通过分析现有的三维测量方法，并深入研究探讨应用双目视觉原理测量砂石体积的方法，设计一种基于图像三维建模的采砂计量方法，采砂车表面投射带有特殊信息的黑白网格，并在货车周围安装两台可以从不同方向拍摄车辆的摄像机，将摄像机采集的图像信息送入上位机，并依次进行图像的预处理、标定位置关系信息、提取并匹配特征点及数据的三维重建，便可计算系统采砂量体积信息。与传统的称重计量方法比较，误差不超过8%，是传统采砂计量方法的一种扩展。     

黄河中游实测最大含沙量可靠性试验分析

针对黄河中游窟野河温家川水文站1958年7月10日实测含沙量1 700 kg/m^3这一世界泥沙极值的可靠性,在分析窟野河流域及相邻皇甫川、孤山川、秃尾河等流域高含沙量悬移质泥沙组成特性的基础上,通过窟野河流域泥沙样采集,分别对原状沙样、混合沙样和配比沙样等进行了高含沙量模拟试验。试验表明：当悬移质泥沙颗粒组成符合该区域高含沙量悬移质泥沙颗粒组成特性时,窟野河流域最大可能含沙量可达1 750 kg/m^3。     

湖南南咀水文站悬移质含沙量测验探讨

悬移质含沙量大小受泥沙来源、暴雨强度、河床冲刷及不同水系河流来水相互渗透等多种因素的影响,其测验一直是水文巡测的难点。悬移质含沙量分布测验结果应能反映含沙量的变化过程,有利于掌握其输移量、各种特征值及在时间上的变化规律。分析了2004～2018年南咀水文站悬移质含沙量测验结果及肖家湾(二)站与南咀站水位落差变化过程的相应关系,根据水位落差过程线中的转折点,提取对应悬移质含沙量。分析结果满足水文资料整编成果精度要求。通过水位落差与悬移质含沙量的关系合理调整测验测次分布,既能及时掌握悬移质含沙量在天然河流中的变化过程,又能突破传统按期取样采集方法的限制,显著减少沙峰过程中的测验次数,可降低劳动强度。     

基于物联网的黄河含沙量数据融合技术研究

针对黄河流域含沙量检测的实际要求,研究了多传感器数据融合技术,尤其是多元线性回归分析的数据融合技术,建立了基于物联网的黄河含沙量在线检测系统。系统将分散在物联网上的水温、深度和流速等传感器集成起来,综合考虑环境因素来测量黄河流域上的含沙量。试验结果表明,利用分布在物联网上的多传感器进行信息采集,并进行数据融合处理,能减小因环境因素带来的误差,提高含沙量检测的精度,增强系统的稳定性。