时差法超声波流量计在大型渠道的应用分析

南水北调中线调水主干渠陶岔出水口流量监测数据是丹江口水库水资源跨流域调度水量监测的重要依据.为提高陶岔出水口流量监测精度,陶岔主干渠安装Quantum时差法超声波流量实时监测系统.以该流量实时监测系统为例,介绍时差法超声波流量计在大型渠道中应用的工作原理、安装方式、流量计算方法等.从时差法超声波流量计与转子式流速仪法、...     

在线超声波流量监测系统设计及其应用

为解决地源热泵系统中的进出水流量测量,设计研究基于超声波时差法原理的非接触式在线流量监测装置。系统以STM32F407 ZE为主控制器,定时采集流量、完成数据封包、加密和远端服务器交互任务;以MSP430F2618为流量测量控制器,采用时差法以TDC-GP22精准测量超声波在介质中传播时间,实现管道流体流速、流量实时监测。系统测试结果实现流量数据测量及上传存储到远端服务器,满足地源热泵系统流量监测需求。     

一种λ型互相关时差法超声波流量检测方法

对超声波气体流量检测主流方法(Z型时差法、V型时差法和平行相关法)的优缺点进行了分析,提出了一种λ型互相关时差法超声波流量检测方法。该方法采用两对换能器,一对垂直中轴线安装,另一对与中轴线成θ角安装。同侧换能器同时在相同介质中发射相同波形,传播不同行程后查找互相关性,计算相对时差,根据顺流和逆流时差计算流速和流量。试验表明,λ型检测方法的示值相对误差小于0.05%,是一种精度高、简单、实用的超声波流量检测方法。     

落差指数法在大湟江口水文站流量在线监测的探讨

河流水能资源梯级开发对水文站水文监测造成了较大的影响,水位流量关系变得散乱,在洪水涨落过程或水利工程回水影响期,现用的综合水位流量关系法推算的实时流量可能出现较大偏差。为应对受水利工程回水等因素影响下的水文监测难题,探讨用落差指数法对受影响水文站水位流量关系进行单值化处理,用实测水位信息推算出实时流量,从而实现流量在线监测。以珠江流域西江干流大湟江口水文站为例,用该站 2017 年以来的实测资料,对落差指数法有关参数进行率定,以单值化关系推算流量。分析结果表明：所推算流量的精度满足规范要求,基本解决大湟江口水文站受影响后的流量实时在线监测和水文资料整编定线难题,可为开展西江干流浔江河段水情预警、生态流量监控、水文分析评价提供良好的实时流量信息支撑。     

长距离引调水工程建设期BIM技术应用研究

针对长距离引调水工程建设期线路长、现场监管难、参与方多、沟通难等问题,以滇中引水工程建设期为例,根据项目特点及管理要求,建立BIM标准体系,创建建设期BIM模型,实现BIM协同,进行施工模拟及可视化交底。应用BIM技术实现电子沙盘及虚拟漫游,并通过BIM模型将建设期数据整合挂接至“智慧滇中引水”建设管理信息系统,融合GIS技术,进行工程建设辅助管理及文明施工监管,从而对安全质量、投资控制、进度管控、施工形象、现场监控等工程建设期核心内容,进行协同监测及管控并实现可视化图表展示,落实工程建设期的标准化和规范化管理,为BIM技术在长距离引调水工程的应用提供参考。     

大型调水工程智能运行中心系统设计与应用

为帮助管理者快速掌握大型调水工程整体态势并实现跨机构协同指挥,结合大型调水工程运行管理特点和难点,在分析智能运行中心发展现状及趋势的基础上,以"全域态势感知、智能决策分析、协同联动指挥"为切入点,搭建大型调水工程智能运行中心系统整体架构,剖析系统基础设施、数字大脑及业务应用组成内容.通过全面梳理和分析大型调水工程建设期...     

基于高精度时差法的气体超声流量计研究

针对气体超声流量计在测量中存在回波信号衰减大、波形易受工况影响的问题,提出了一种基于高精度时差的气体超声流量测量方法。该方法首先通过相似度评估回波信号,对回波信号特征点进行准确定位,进而获取飞行时间差的粗测量值,其次选取特定回波波形进行互相关法计算获得时差的细测量值,最后对两次测量结果相加得到高精度时差,从而实现高精度的流量测量。不同压力下的声速测量实验表明该方法在100 kPa至500 kPa范围内可准确测量飞行时间和时差。气体流量计样机的流量测量误差小于1%,重复性优于0.2%,并在大流量下与传统阈值法相比具有更高的准确性和更优的重复性。     

基于时差法和TDC-GP2的超声波流量测量方法

时差法超声波流量计是通过测量超声波在流体中的顺逆流传播时间差值而计算出流量值的,故传播时间差值的高精度测量是流量测量系统的关键。为了提高时间测量的精度,文中选用了TDC-GP2高精度时间测量芯片。该文详细介绍了基于TDC-GP2芯片的时差法超声波流量测量原理以及相应硬件测量电路的具体实现方法。经实验验证,用本方法测量流量其测量精度和分辨率均较高,有望推广应用。     

超声波气体流量测量与泄漏检测技术研究

研究了超声波管道流量测量时差法的基本特性,综合分析了超声波管道流量测量和泄漏检测状态下的理想超声频率,选择合适的超声波传感器设备,采用MAX35104高精度计时芯片可实现管道流量的精确时差测量,由STM32F103单片机芯片实现系统的整体控制。并通过对整个系统的分析处理,设计出合理的系统硬件一体化集成电路,测量系统体积小、功耗低、精度高。经过后期的设备调试工作,论证了此超声波管道气体流量测量和泄漏检测技术的可行性。     

分布式网络流量监测

分析2种现行网络流量监测技术：利用标准的网络管理方法记录IP流量和利用NETFLOW的方法进行流量统计。针对这2种方法的局限性,提出分布式网络流量监测方法。该方法采用Client/Server结构,局域网各个终端参加流量统计,并将结果传送给流量监测服务器。该方法适合大型局域网的流量监测,具有良好硬件适应性,大大降低了流量监测服务器的工作量,提高了网络性能。     

非接触式雷达波流量自动在线监测设备安装平台研究

宁夏水网具有流量变化级差大、含沙量高、风期长、风速大等区域特点,流量在线设备安装平台方面缺乏系统性的研究与实践.针对宁夏水网特点和流域特性,分析各类非接触式流量自动在线监测设备安装现状及建设需求,提出安装平台设计思路,重点研究不同断面跨度、环境影响条件下的河(沟、渠)非接触式雷达波流量自动在线设备安装平台设计,并在4处...     

无人机测流系统在铜仁水文的应用探索

无人机测流系统是将雷达波流速仪集成在无人机上的一种非接触式河道流量测验方法。针对铜仁水文监测工作在遇超标准大洪水或恶劣环境下水文应急监测手段单一、数据精准度不高的问题,采用无人机测流系统在铜仁市茅溪水文站与水文缆道流速仪法进行 22 次实测数据对比试验,分析无人机测流系统实测的水面流速及流量测验误差。结果表明：无人机测流系统在水面流速超过 0.50 m/s、运行高度在 10~30 m、风力小于 7 级时,测流数据的合格率达到相关要求。无人机测流系统在贵州省铜仁市山区性河流应急监测时适应性良好,可作为铜仁水文应急监测一种安全便捷有效的方法进行推广。     

基于特征点位置校正的靶标位姿测量方法

针对图像式路基沉降监测系统中由于振动等因素导致靶标与相机发生偏转产生测量误差的问题, 本文在设计监测系统靶面位姿测量系统的基础上提出了基于4特征点位置校正的位姿测量方法. 首先介绍了图像式路基沉降监测方法的工作原理; 然后根据实际情况设计了区别于传统特征点的4特征点靶面的位姿测量系统, 并利用特殊特征点对靶面特征点进行位置校正; 最后根据设计的4特征点靶面测量系统提出已知矩形4特征点边长的位姿求解方法. 实验结果表明: 本文方法比迭代法位姿解算后角度误差值更小, 其位姿解算相对误差减小1.2 %. 当偏转角度小于2° 时, 本文方法位姿求解旋转角度误差小于0.09°, 相对角度误差为1.003 %. 其时间和测量精度都能够达到监测系统要求, 可以应用于监测系统中需要对相机和靶标进行实时标定的场景.     

智控扫描式声学多普勒测流系统应用探讨

为加快水文监测新技术与装备在水文测报中的应用,在浙江嵊州站、江苏前垾村水文站分别建设智控扫描式声学多普勒流速仪测流系统示范应用站点。智控扫描式声学多普勒流速仪测流系统,通过水下智控转动扫描测流方式使传统的一维流速剖面数据扩展为二维扫描流速数据,并融合计算流体动力学、人工智能等多学科前沿技术,建模仿真河道流场以计算实时流量,原理上可有效提高测流精度和降低人工比测率定分析的工作量。通过对示范应用站点半年时间运行的稳定性和流量监测数据比测分析,得出示范应用站点测流系统稳定可靠,流量监测和人工监测数据趋势基本一致;在流态快速变化期间,测流结果存在一定迟滞性,可采用提升扫描速度的方式提高对流速变化的敏感度;流体及神经网络算法模型还需要进一步优化,结合多模型算法提高智控扫描测流系统的智能化能力,进一步提高流量监测的精度。     

感潮闸控口门引排水量计算研究

针对上海市平原感潮河网地区闸控河流复杂的水流过程,为获得完整、准确、可靠的引排水量数据,通过对大治河东闸站和三甲港闸站现有监测分析获得的水位、水量、闸门运行工况等数据进行多元相关分析,得到引排水量与水位、引排时间、水闸过水断面面积的相关关系,并进行回归计算。回归计算结果与实测结果的误差分析结果表明：这种相关关系是比较可靠的,相对误差和标准偏差等均在可接受的范围内。说明用这种方法插补计算缺测期间的引排水量具有一定的可行性,可弥补因各种原因导致缺测带来的水量成果缺失的不足。该方法具有一定的普适性,可用于其他闸控河流水量计算分析,也可避免水位流量关系不显著、不稳定带来的困扰。     

基于MODIS数据的农业干旱监测方法对比分析

利用2004年4月～6月上旬的MODIS影像数据,结合实测的土壤墒情数据,对比不同深度及不同拟合方式下土壤湿度的估算精度。另外,分别选用植被供水指数(VSWI)、基于EVI的植被供水指数(E-VSWI)、归一化多波段干旱指数(NMDI)与对应的土壤湿度数据进行回归分析,并在此基础上利用最优指数实现研究区土壤湿度的估算及旱情监测。结果表明:在华北平原中部地区冬小麦生长季节,利用MODIS数据进行土壤湿度估算的最佳深度是10cm;最佳拟合方式是线性拟合方式;植被供水指数(VSWI)在研究区整个时间序列具有最好的稳定性,可为今后大区域作物生长期的干旱监测提供一个简单方法。     

基于超声波时差法的管道流量测定仪设计

煤矿现有抽采管道使用传统瓦斯流量计存在易产生堵塞故障等问题,基于超声波时差法的流量计测量精度高、测量结果重复性好,但不适用于瓦斯抽采管道流量测量,并且需要单独设计超声波驱动电路和信号处理电路,实现难度较大。针对煤矿瓦斯抽采管道的特点,设计了一种基于超声波时差法的管道流量测定仪。在固定的传播距离下,超声波换能器发出的超声波在流体中的传播时间与气体的流速呈函数关系,而流速与管道截面积的乘积即为流量,从而间接得到管道气体流量。该管道流量测定仪以低功耗微处理器STM32F103为核心控制元件,在时间数字转换芯片MAX35104内部通过自动差分飞行时间测量法计算超声波顺逆流传播时间,根据传播时间计算气体流速、瞬时流量和累计流量。测试结果表明,基于超声波时差法的管道流量测定仪的最大绝对误差为0.15 m/s,最大重复性误差为0.17%,符合JJG 1030—2007《超声流量计检定规程》中2级精度要求,同时也满足MT 448—2008《矿用风速传感器》中对超声波式风速传感器基本误差的要求。     

基于支持向量机的水质浊度补偿研究

针对传统浊度传感器的非线性误差,无法满足直接对水中浊度进行精确测量的需求,提出了一种支持向量机的方法补偿其性能。而支持向量机中惩罚系数和核参数决定了其补偿的性能,传统支持向量机寻参方法速度慢、运算量大,具有一定的局限性。针对其参数的选择优化提出了改进的网格搜索法优化支持向量机,即采用改进的网格搜索法来针对水质浊度监测传感器补偿系统的特性来优化选择惩罚系数和核参数。实验结果表明,基于网格搜索法的支持向量机测量精度达到93.0%,其各项测量误差满足实际标准要求。     

水资源监测站试运行考核相关问题研究

水资源监测站群试运行合格是国家水资源监控能力建设项目进行合同完工验收和移交使用的前提。针对水资源监测站群试运行考核,从考核指标设定、监测站故障响应及试运行起始条件的角度提出一套考核办法,并以国家水资源监控能力建设广西项目为实例开展研究,站群试运行从2019年5月1日—7月31日,试运行工作顺利,各项考核指标满足要求,站群运行基本稳定,满足技术评估条件。此外,针对实例研究中,在对各项指标进行考核时发现的个别指标难以统计、评价标准不够合理等方面的问题,对站群运行完好率、平均无故障时间、水源地水质监测站考核指标、监测数据准确性判断方法和整编规则进行深入研究,提出试运行考核的改进建议。