坡面径流量和含沙量动态检测系统设计

发布时间：2024-03-02 08:25

　　我国是一个多沙河流国家,泥沙问题比较突出,为了解决泥沙问题,科学家探索了很多测量径流量和含沙量的方法。随着科学技术的发展,很多学者对径流量和泥沙测量的要求逐步提高,不仅要有较高的测量精度,而且还要求具有实时性,即要求测量仪器能够快速、准确和及时地反映水流的含沙情况,这样就出现了许多间接测量的方法,测量径流量的间接测量方法有超声法,测量含沙量的比较流行的间接方法有分光光度法、红外线法、电容法、振动法、超声波法、激光法、γ射线法。研究者用以上方法通过大量的实验来测量径流量和含沙量,但是这些方法都有不足之处,要么测量适用范围受限,要么精度不高,本文针对传统的径流量和含沙量测量方法的不足,提出利用时间法和光照法分别测量径流量和含沙量,并自行设计了自动检测装置系统,此装置可以在无人干预下进行径流量和含沙量的同步自动检测。本文首先介绍了装置系统的机械装置和电子测控的组成和原理,然后通过实验研究和数值分析对光照法含沙量测量进行了研究,最终给出了光源和光敏传感器之间的最佳距离和与之对应的拟合多项式,实验结果表明,光照法可以精确测量低含沙量的径流溶液,克服现有技术测量精度低的缺陷,经过对检测装置的设计理...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外坡面径流量测量方法的研究现状
        1.2.2 国内外径流泥沙含量测量方法的研究现状
        1.2.3 现存的径流量与径流泥沙含量检测方法的不足
    1.3 课题的研究内容
    1.4 课题研究的技术路线
第二章 径流量测量系统设计
    2.1 机械部分的设计
        2.1.1 机械部分的组成及工作原理
        2.1.2 机械部分的结构设计
    2.2 电子测控部分设计
        2.2.1 电子测控部分的组成及设计原理
        2.2.2 电源模块
        2.2.3 主控系统的硬件STC89C52概述
        2.2.4 数码管显示电路模块
        2.2.5 电路控制模块
        2.2.6 传感器电路模块
    2.3 径流量测量系统工作过程
    2.4 本章小结
第三章 径流含沙量测量系统设计
    3.1 径流含沙量测量系统的原理与设计
        3.1.1 光照法的工作原理
        3.1.2 光照法的设计原理
    3.2 含沙量测量系统的设计
        3.2.1 含沙量测量系统机械装置的组成
        3.2.2 含沙量测量系统电路控制部分组成和设计
        3.2.3 光照法的检测系统的检测过程和问题
    3.3 基于光照法的辅助实验测量系统
        3.3.1 实验测量装置的组成
        3.3.2 实验装置元件的选择
        3.3.3 PWM波调速模块的设计与工作原理
        3.3.4 基于光照法检测系统的实验的验证
    3.4 实验的验证
        3.4.1 实验的设计
        3.4.2 拟合多项式的计算方法
        3.4.3 拟合多项式的计算结果和结论
    3.5 本章小结
第四章 软件系统设计
    4.1 测量系统流程图
        4.1.1 选择开关图
        4.1.2 径流量和含沙量测量系统主程序流程图和主程序
    4.2 延时时间的确定
    4.3 程序设计
第五章 总结与展望
    5.1 论文主要研究成果
    5.2 存在的不足及研究展望
        5.2.1 存在的不足
        5.2.2 后续研究展望
参考文献
附录A：硕士期间科研情况
附录B：试验附图
附录C：电路图和部分程序代码
附录D：MG41～MG45系列光敏电阻器的主要参数表



本文编号：3916595