多路水深流速自动采集系统设计与应用

针对河工模型试验中多点流速自动测量的需要,设计了一种多点水深流速同步自动采集系统。系统由计算机通过RS485总线与多台水深流速仪相连,组成多点水深流速自动测量。水深流速仪能够自动测量当前水深,并根据测得的水深和规定的测量法则,如1点法、3点法、5点法等,自动对流速传感器进行垂线定位和流速采集。系统通过串行通信方式控制各台水深流速仪,实现各垂线流速的同步测量、数据传输、显示、保存和查询功能,并能自动生成需要的测量记录报表。该系统显著提高了模型试验断面流速测量的效率和水深测量与定位的精度。     

河工模型试验量测新技术的开发及应用

量测技术水平是决定河工模型试验成果质量的关键因素之一。为此,介绍了近期在河工模型断面板制作、河势与流场观测、动床地形三维测量方面的研发成果,包括:提出了基于文本编辑的自动断面板脚本绘制方法,同时结合激光切割机的应用,解决了人工绘制断面板费时费力、数控雕刻机成本高和一般科研人员难以使用等问题;将无人机航拍技术应用于实验室河工模型试验流态、河势和流场观测,与常规固定式摄像机相结合,为试验成果的进一步分析提供了独特视角和丰富、可靠的参考信息;将运动结构恢复三维地形重建技术应用于河工模型冲淤地形测量中,并结合河工模型试验冲淤地形的特点提出具体应用方法。     

河工模型断面水面边界激光快速扫描测量

针对河工模型大范围断面垂线流速的自动采集系统对水面边界快速测量的需要,研制出了一种基于激光扫描原理的水面边界快速测量装置,该装置采用高分辨率线阵式CCD和激光三角法原理,实现了模型断面水面边界的快速扫描测量,并已成功应用于河工模型大范围流速同步采集与应用示范项目中。该方法具有测量速度快、精度高、无接触等优点,是河工模型水面边界快速测量很好的解决方案。     

河工模型试验计算机测控系统

水利河工模型试验中，水位、流量和流速测控的传统方法普遍存在测量与控制精度低、试验周期长的问题。针对此问题研制出水利河工模型试验计算机测控系统，并将其成功应用于国家“八五”重点科技攻关项目中的河工模型试验计算机测控系统中水位、流量自动控制和流速数据多点同步采集与处理系统，大大提高了模型试验的测量、控制精度和工作效率，缩短了模型试验周期。     

河工模型跟踪式数字流速流向仪的设计与研制

为更好地同步测量河工模型含沙水流的流速和流向,设计研制了一种新型跟踪式数字流速流向仪,其由流向自动跟踪装置和旋浆流速检测仪2部分构成。已有的旋浆流速测量仪器已较为成熟可靠,在此设计研制了流向测量仪器,主要采用了步进电机机电一体化与数字电路技术,并采用阻抗式传感器进行信号转换。给出了逻辑电路原理框图,介绍了电路分析、元器件的选用以及仪器的率定方法。率定与应用结果表明,研制的跟踪式数字流速流向仪适用于较大含沙水流的泥沙模型及清水模型,并能够自动跟踪测量流向和流速,为模型试验提供了一种新型的流速流向测量仪器。     

河工模型水下地形激光自动测量系统的开发

河工模型试验中水下地形测量精度是非常重要的,介绍了一种新型高精度水下地形测量系统。系统依靠平面定位机构的精准定位,利用激光测距传感器良好的准直性、高精度和对目标无干扰的特点进行水下地形测量,借助基于LabVIEW开发的信号采集程序实现自动连续测量。实践证明,系统操作简单、运行可靠、精度高。该系统水平定位精度0.01 mm,测量精度±1 mm。     

微机在潮汐模拟和地形自动测量中的应用

本文介绍了ＩＢＭ－ＰＣ微机和Ｚ８０单板机构成分布式流量，水位过程控制和地形自动测量的系统，实现了在河工模型试验中的潮汐模拟和地形自动测量，该系统曾用于“广东省顺德水道三槽口段河工动床模型”和“广东省江门市虎跳门航道整治模型”试验，它具有测控精度高，稳定性好和数据处理能力强等特点。     

河工模型实时浑水地形自动量测系统的研制与应用

基于含沙量沿垂线分布出“拐点”的规律和探测沿垂线方向含沙浑水电阻率的物理方法，根据多年研究基础，利用泥沙、机械、电子、计算机等多学科综合技术，研制开发了河工模型实时浑水地形自动量测系统。本系统具有适应能力强、测量准确、实时性强、远程控测、数据在线处理等特点，解决了多年困扰黄河动床模型水下地形实时测量的特殊问题，为水利工程设计提供了科学依据。     

三维地形自动测量分析系统的开发及应用

针对当前已有动床模型试验的地形自动测量模式,提出了基于超声测距技术的具有更高精确度、更高自动化程度以及采集效率的三维地形自动测量分析系统。系统采用以激光器为主的测距组件实现行走定位,提高了测车和测桥的定位精度。采用齿带传动结构代替钢索牵引方案实现测车横向行走,较大地提升了测车的定位能力;采用轴传动结构实现测桥自动纵向行走,提高测桥的定位能力。采用双探头采集模式,整体上大幅度提高了数据采集效率。系统提供了地形数据的自动测量功能,降低了人员劳动强度,提供了测车和测桥行走的控制功能,方便用户自定义操作;提供了测量断面的显示和对比,三维地形的显示、等高线的绘制、冲淤量的计算等地形数据分析处理功能。系统激光测距组件的测量范围为0.2～50 m,定位精度可达±3 mm;横向和纵向行走功能的速度范围在1～150 mm/s之间;超声测距组件的测量范围为0.05～1 m,在模型沙分别选取天然沙、塑料砂、木屑和煤粉的情况下,测量精度均可达±1 mm;横向测量点距最小可达10 mm。本系统已成功应用于中国石油集团工程技术研究院的海工结构物冲刷试验系统等物理模型试验的地形测量中,并取得了良好的效果。     

河流断面探入式精准测流装置的研发及应用

随着科技的进步和水利行业的快速发展,河流断面测流方式已逐渐由自动化代替人工测流,出现了多种自动化断面流量测量装置。测量装置按照测量方法可分成探入式和非探入式两种。提出了一种基于探入式测量方法,适用于多类型自动测量设备的通用型装置。该装置通过测量线长、偏角和倾角,结合采集处理技术,可精确测量河流断面水位、水深、淤积、分层流速等参数,适用于缆道型、轨道型等多种断面测流设备。通过实验检测及现场监测对比,结果表明采用该装置可大幅提高垂线测量精度。     

河工模型三维地形测量系统的研制

 针对目前常用的电阻式地形仪存在的问题，介绍了一种新型的河床模型三维全自动地形仪。该仪器采用超声测量原理实现了水下地形的无接触快速扫描测量，采用阻抗原理实现了洲滩、边滩、浅滩的地形测量，有效提高了测量速度，并减小了对河床的扰动影响。系统采用灵巧纵向行走机构和适当的计算机控制方式，使测桥纵向行走自如。系统能自动完成三维地形测量、断面图形显示、等高图和三维地形图的绘制 。     

河工模型智能化测控设计及开发

将人工智能化引入河工模型试验,提出河工模型智能化测控的涵义,建立以“模型自设计、试验自运行、数据自处理”为一体的全自动河工模型试验新模式,阐述了模型设计、试验及数据处理各过程的自动化流程及实施方法。基于VB(Visual Basic)、ASP(Active Server Pages)和JAVA编程语言,开发了适用于电脑、服务器、移动终端等不同应用平台的智能测控系统。以赣江朝阳大桥河工模型为例,运用智能化测控系统自主完成了模型设计、边界控制、数据采集和数据分析,系统自主对比模型流速与原型流速,经人工验证,分析结果准确可靠。     

雷达波自动测流系统设计与应用

人工方式水文测流工作效率低、时效性差、安全风险大、成本高。因此,开发无人值守自动测流系统十分必要。基于自动化控制理论开发了自动测流系统。系统以非接触式雷达波流速仪作为水面流速测验传感器,利用简易双轨缆道将雷达波流速仪移动到设定垂线水面上方施测水面流速,同时实时采集水位数据,实现了河道水位、流量的实时自动监测。该系统可全过程自动控制测流,具备较强的差错控制能力和良好的系统辅助管理能力,很好地解决了无人值守条件下中小河流、山区性暴涨暴落河流流量自动测验的难题。     

SIMULATION AND DYNAMIC VISUALIZATION OF FLOW AND SEDIMENT MOTION DOWNSTREAM OF CUIJIAYING DAM

1. INTRODUCTION Located 17 km downstream of Xiangfan City, 507 km upwards from its estuary along Hanjiang River, Cuijiaying hydroelectric project is one of proposed cascade of projects in Hanjiang River. The normal water level is 62.73 m and the correspon…     

南宁站定点式ADCP指标流速与断面平均流速关系模型的建立和应用

南宁站通过定点式与走航式声学多普勒流速仪(ADCP)比测,经率定后,建立定点式H-ADCP指标流速与断面平均流速关系模型,以此关系模型应用到流量自动监测,实现南宁水文站定点式H-ADCP流量自动监测。     

三峡葛洲坝梯级电站模型中自动控制及测量系统的应用

 三峡-葛洲坝梯级电站联合调度水力学模型试验中，三峡电站下泄流量日变化幅度较大，葛洲坝电站反调节时流量大而水头较低。针对上述特点，分别采用不同的设计原理和控制方法，较好地解决了两电站流量的自动控制问题；针对两坝间及葛洲坝下游非恒定流水力学参数的测量，采用超声水位传感器和二维流速传感器实现了集中实时测量并自动处理输出，软件采用模块设计。整个系统简单、清楚、高效,并举实例说明自控及测量系统的应用。     

鄱阳湖物理模型量测控制系统设计与应用

为更好地开展鄱阳湖物理模型试验研究工作,有必要设计及建设一套先进的量测控制系统。作为国内最大的湖泊与江河实体露天模型,对鄱阳湖物理模型测控系统运行的可靠性以及室外的防雷性能提出了更高的要求。测控系统由模型供水系统、流量控制系统、水位、流速测量系统、尾门控制系统、防雷接地系统等量测子系统组成,简要介绍了各测量子系统工作原理、设计方案及实际应用情况。系统应用现代网络技术及高性能自动化测量仪器,成为测控功能较为完善的大型河工物理模型自动化量测控制系统,可实现模型试验中各种参数的实时采集、控制和数据处理。试验结果表明该测控系统可满足模型试验的测控需求。