黃河河道冰情定點連續(xù)自動測報系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、本論文是在國家自然科學基金項目“冰層厚度傳感器及其檢測方法的研究”(項目編號：60672028)和水利部黃河水利委員會黃河水利水電科學研究院委托開發(fā)項目“黃河冰情與冰凌自動監(jiān)測系統(tǒng)”資助下完成的一項應用技術研究。根據(jù)黃河流域河道現(xiàn)場特點和冰凌災害自動測報的實際需求，本文設計了一種適用于黃河流域河道冰層厚度、冰層內部溫度梯度與冰下水流流速等參數(shù)定點連續(xù)自動檢測的冰情自動測報系統(tǒng)。
　　 在對目前國內外冰層厚度測量技術方法進行調研分

2、析的基礎上，圍繞黃河河道冰情測報系統(tǒng)所要達到的功能任務和預定的設計目標，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行冰層厚度檢測”作為冰層厚度-冰溫傳感器的檢測機理。為此，作者在實驗室進行了大量的冰層厚度檢測機理實驗，還利用老式的冰層厚度傳感器在汾河河道進行現(xiàn)場工程應用試驗。對試驗獲得的數(shù)據(jù)進行分析研究，驗證了基于空氣、冰與水的電阻特性和溫度特性差異進行冰層厚度檢測的原理完全可以滿足黃河河道冰情數(shù)據(jù)定點連續(xù)自動采集的任務需求

3、。
　　 在此基礎上，論文作者與項目組成員合作將冰層溫度梯度檢測技術與冰層厚度檢測技術融為一體，研制成功了針對黃河河道冰情測報的冰層厚度-冰溫傳感器，并編寫了新的冰情數(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部結構以及數(shù)據(jù)處理的算法，能夠對冰層厚度、水位值、冰層內部的溫度梯度進行準確測量。針對黃河冰情測報對冰下水流速測量的需求，論文作者設計了一種可用于黃河河道冰下水流速測量的基于霍爾效應的流

4、速傳感器，重點進行了流速傳感器的結構和硬件電路的設計。以新研制的冰層厚度-冰溫傳感器和流速傳感器為基礎，論文作者與項目組成員合作，研制了與其配套的低功耗冰情測報儀和冰情數(shù)據(jù)遠程收發(fā)模塊，完成了黃河河道冰情自動測報系統(tǒng)的設計任務。
　　 根據(jù)科技開發(fā)項目“黃河冰情與冰凌自動監(jiān)測系統(tǒng)”的試驗目標，項目組在內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連續(xù)自動測報系統(tǒng)進行了實際工程應用試驗，實現(xiàn)了預定的項目研制任務，采