黃河河道冰情定點(diǎn)連續(xù)自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本論文是在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“冰層厚度傳感器及其檢測(cè)方法的研究”(項(xiàng)目編號(hào)：60672028)和水利部黃河水利委員會(huì)黃河水利水電科學(xué)研究院委托開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“黃河冰情與冰凌自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”資助下完成的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)研究。根據(jù)黃河流域河道現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)和冰凌災(zāi)害自動(dòng)測(cè)報(bào)的實(shí)際需求，本文設(shè)計(jì)了一種適用于黃河流域河道冰層厚度、冰層內(nèi)部溫度梯度與冰下水流流速等參數(shù)定點(diǎn)連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)的冰情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。
　　 在對(duì)目前國(guó)內(nèi)外冰層厚度測(cè)量技術(shù)方法進(jìn)行調(diào)研分

2、析的基礎(chǔ)上，圍繞黃河河道冰情測(cè)報(bào)系統(tǒng)所要達(dá)到的功能任務(wù)和預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，本文選擇了“基于空氣、冰與水的電阻特性及溫度特性差異進(jìn)行冰層厚度檢測(cè)”作為冰層厚度-冰溫傳感器的檢測(cè)機(jī)理。為此，作者在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量的冰層厚度檢測(cè)機(jī)理實(shí)驗(yàn)，還利用老式的冰層厚度傳感器在汾河河道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用試驗(yàn)。對(duì)試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，驗(yàn)證了基于空氣、冰與水的電阻特性和溫度特性差異進(jìn)行冰層厚度檢測(cè)的原理完全可以滿(mǎn)足黃河河道冰情數(shù)據(jù)定點(diǎn)連續(xù)自動(dòng)采集的任務(wù)需求

3、。
　　 在此基礎(chǔ)上，論文作者與項(xiàng)目組成員合作將冰層溫度梯度檢測(cè)技術(shù)與冰層厚度檢測(cè)技術(shù)融為一體，研制成功了針對(duì)黃河河道冰情測(cè)報(bào)的冰層厚度-冰溫傳感器，并編寫(xiě)了新的冰情數(shù)據(jù)處理算法；與老式的冰層厚度傳感器相比，新研制的冰層厚度-冰溫傳感器具有新的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)處理的算法，能夠?qū)Ρ鶎雍穸?、水位值、冰層?nèi)部的溫度梯度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。針對(duì)黃河冰情測(cè)報(bào)對(duì)冰下水流速測(cè)量的需求，論文作者設(shè)計(jì)了一種可用于黃河河道冰下水流速測(cè)量的基于霍爾效應(yīng)的流

4、速傳感器，重點(diǎn)進(jìn)行了流速傳感器的結(jié)構(gòu)和硬件電路的設(shè)計(jì)。以新研制的冰層厚度-冰溫傳感器和流速傳感器為基礎(chǔ)，論文作者與項(xiàng)目組成員合作，研制了與其配套的低功耗冰情測(cè)報(bào)儀和冰情數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程收發(fā)模塊，完成了黃河河道冰情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)。
　　 根據(jù)科技開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“黃河冰情與冰凌自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，項(xiàng)目組在內(nèi)蒙托克托縣黃河頭道拐水文站的河道使用新研制的黃河河道冰情定點(diǎn)連續(xù)自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際工程應(yīng)用試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的項(xiàng)目研制任務(wù)，采