明渠智能测流系统改进与应用

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我国淡水资源匮乏，随着经济的发展，水资源的短缺严重制约了我国工农业的发展；我国又是一个农业大国，农业灌溉用水量大且时间集中，如何合理利用水资源，提高水资源的利用率，就显得尤为重要。黄河流经我省，是我省农业灌溉的主要水源，但灌溉区普遍存在水资源浪费、使用不合理等问题，因此，科学计量水流量，发展节水农业对我国可持续发展意义重大。
　　本课题以小开河闸测流系统为研究对象，针对测流过程中发现的诸多问题，如机械结构不稳定、测流设备性能落后、通讯可靠性低、测流算法不准确、以及上位机系统不完善等等，并本着实事求是、因地制宜、理论联系实际等原则，提出了一套科学合理的明渠智能测流改进方案，主要从系统硬件和软件方面着手改进，提高了系统的稳定性和测流精确度。
　　首先是针对测流系统硬件方面的升级改进。对结构设计及组装工艺上的改进，提高了系统结构强度和稳定性；流速仪的升级，更好的解决了脉冲信号的读取问题，并且使系统在对数据的处理上更加迅速；新的通讯设备的使用，能够更好的适应恶劣环境，提高了数据传输的可靠性、稳定性和及时性；为了确保设备的安全，改进方案中加装极限保护设备；为了自动测出不同水位条件下的水面宽度，读取水边线位置，引进了超声波水位计等设备。经过诸多改进措施，大大提高了系统的可靠性和可维护性，使测流更加智能化。
　　针对系统的软件改进方面，主要体现在对采集数据的处理上。合理科学的计算方法是精确测流和智能化测流的前提和保障，测流算法的改进包括水面宽度的计算方法、截面积改进算法、水深修正补偿和流速算法四个方面；对应硬件系统的改进，PLC的程序也相对应的进行改进设计；在人机控制界面的改进方面，添加了信号显示灯，设计了全新的自动计算表格，更好的保证操作人员对现场的实时监控，保证了测流系统的整体高效运行。
　　本课题的研究是建立在长期对测流系统的监控分析基础上，并遵循国家的测流标准，利用现有的成熟技术，结合小开河闸的测流经验，开展的一项切实可行的智能测流项目。在测流新方法的探究方面，从灵活性、稳定性和通用性出发，预见性的提出了不同水文条件下的走航式剖面仪测流的方案。

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作者
范作鹏;
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作者单位

济南大学;

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授予单位济南大学;
学科控制工程
授予学位硕士
导师姓名王孝红;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类灌溉系统;
关键词
明渠测流系统; 农业灌溉; 结构设计;

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