基于单目视觉的无水尺水位测量方法

水位是水文监测的关键要素,其精准测量对洪涝灾害防御和水量计量具有重要的意义。随着智慧水利建设和视频设备的大规模部署,基于图像处理的水位识别方法发展迅速,是目前水利量测领域的前沿方向。本文提出了一种基于单目视觉的无水尺水位测量方法。该方法采用深度学习构建水面分割模型,自动从水岸图像中提取水位线;再根据相机标定得到的空间映射关系,结合断面约束,计算水位线像素坐标对应的三维空间坐标,进而处理得到水位值。该方法应用于室内河工模型水槽实验,水面分割准确,水位线平均错误分割像素个数为0.825,计算水位值的平均绝对误差约为1.5 mm,均方根误差约为1.9 mm。实验结果表明该方法准确测量了水位的变化过程。

单平台水下定位系统设计与实现

为了解决在水下未爆实验弹体的回收工作中,LBL定位系统常表现出效率低下且耗时较长,而USBL系统则存在定位精度不足等问题,设计了一种高效的单信标水下定位系统。该系统由两部分组成:一部分为超声波信标,该装置与实验用的水下炮弹同步发射至水下;另一部分为超声波接收模块,该模块装配于UUV上,负责检测来自信标的超声波信号。通过UUV在其预定的航行轨迹上多次截获超声波信标发出的信号,并记录对应的时间戳数据。利用这些时间戳数据,结合VLBL定位技术,系统能够计算出未爆弹体的精确三维坐标。经过一系列实验测试,证明这一单信标水下定位系统能够在湖泊环境中定位50米范围内的未爆实验弹,并且定位精度可达到分米级。本项技术的成功开发不仅提升了水下未爆弹药的探测效率和安全性,也为其他海洋工程作业、水下考古以及海底资源勘探提供了一种新的高精度定位手段。

微流量测量系统及其在微流体运动研究中的应用

采用精密压力传感器及液面图象显微观测流速方法的微流量测量系统可以对微流体运动的有关参数进行方便、较精确的测量。本文介绍了微流量测量系统的组成、原理，进行了微管道流体运动特性的测量试验，对影响测量精度的因素进行了分析。

LTW-1型径流泥沙含量与流量动态测量系统研究

简要地阐述了泥沙含量与流量动态测量系统的基本测量原理及其基本组成,包括了4个子系统:自动采样系统,自动测量系统,数据分析、输出及查询系统和操作控制系统。通过大量试验测试,结果表明该测量系统不仅能够达到一定的测量精度,而且还能够实时、在线、动态地测量室内或野外径流泥沙含量与流量,并实现数据便捷地传输、存取等功能。

地质灾害监测NB-IoT数据传输系统研制

为解决传统地质灾害监测采用 2G/3G/4G 及其他无线技术存在的耗电大、费用高、网络盲区等问题,该文设计基于 NB-IoT 的地质灾害监测数据传输系统架构。通过 STM32 单片机采集位移传感器、雨量计等传感数据,基于中国电信物联网平台,将地质灾害数据以规定的格式通过 BC95 通信模块上传至 Java Web 平台,实现监测数据的远程传输。系统在四川省绵阳市某泥石流监测预警站进行测试。结果表明:预警站虽处西南山区,但 NB 网络覆盖良好,设计的 NB-IoT 数据传输系统数据传输稳定、功耗低(电压 5 V,持续数传电流 146.36 mA,省电模式电流 5 μA)、成本低(单点年费 20 元),为地质灾害监测远程数据传输提供新的解决方案,也可拓展 NB-IoT 的应用领域。

垂直微结构湍流剖面仪振动源及减振方法分析

垂直微结构湍流剖面仪(简称垂直剖面仪)是获取海水剪切流数据最有效的测量平台,对于海洋科学研究具有重要意义。简要介绍了垂直剖面仪的国内外发展现状,根据垂直剖面仪测量原理及海试结果,分析、总结了影响剖面仪测量精度的因素,重点讨论了剖面仪振动噪声的来源及降低其对剖面仪测量精度影响的方法。在综合分析剖面仪振动源的基础上,为减小剖面仪振动对测量精度的影响,提出了一种全新的传感器搭载方案,理论分析及计算流体力学仿真结果表明,提出的传感器搭载方案可有效降低剖面仪振动对测量精度的影响。

ASSM-Ⅱ型声学悬浮泥沙观测系统

本文介绍了一种新型的水文观测设备－“ＡＳＳＭ－Ⅱ型声学悬浮泥沙观测系统”，它可以自动、连续和长时间地实时观测水中悬浮泥沙浓度分布和动态变化过程。文中介绍了工作原理框图、技术参数、性能特点及海上现场观测结果。

小型轻便式流速仪检定系统设计

为满足FP系列流速仪的计量检定需求,提出了一种小型便携式流速仪检定系统的设计方案;根据匀速运动时间等约束条件确定了环形水槽的几何参数;采用FPGA和上位机作为数据处理和控制核心,实现了对伺服电机转速的精确控制;设计了光电编码器和无线摄像机与上位机之间的通信方式,实现了检定装置标准流速值和被检仪器示值的数据读取;对测试数据的处理方法和测控软件的结构框架进行了分析;同时,对实验装置的测量误差进行了分析;结果表明,标准流速值的扩展不确定度为1.28×10-3 m/s,检定装置符合量值传递要求,可作为FP系列流速仪计量检定的标准装置。

基于电解极化原理的岩土渗流传感器设计与实验

针对岩土体渗流难于原位监测的问题,提出了一种利用电解极化产生电解质脉冲进行示踪的方法。介绍了传感器的测量原理、结构和测控电路。采用覆铜板制作了尺寸为20 mm×5 mm的传感器,并在6 mm内径有机玻璃管模拟的单裂隙中进行了流速测定实验。结果表明：传感器结构简单、体积小,在0.01~0.1 cm·s-1的流速范围内,传感器的重复性误差小于5%,低阻峰测量线性误差为2.80%,高阻峰测量线性误差为4.08%,能够满足岩土体渗流长期监测的要求,具有良好的实用价值。

基于FRAM的海水深度记录仪

设计了一种以铁电存储器FM20L08为非易失性存储器,C8051F020为数据采集核心的海水深度自动测量仪。

基于VBS脚本的WinCC与Excel工业数据处理在流速仪检定系统中的应用

流速仪检定需要拟合转子转速与水流速度之间的函数关系,常用的数据处理软件功能强大,但不适合工业应用。为此,提出基于VBS脚本的WinCC与Excel工业数据处理,采用VBS脚本程序编程将WinCC监控界面中的流速仪转子转速信号和水流速度信号实时数据写入到Excel中,运用Excel表格与公式编辑进行实时数据处理,重点介绍了WinCC与Excel实时数据传输与Excel实时数据处理的实现方法。运行结果表明,系统稳定可靠,操作简单,满足流速仪检定性能要求。系统的成功应用,满足企业对检定数据处理的要求,具有成本低、操作简单的优点,为类似工程应用提供参考。

高精度水位自记仪的低功耗设计

一种水位记录仪器的电路设计及工作原理。

引黄灌渠斗口水流量自动测量技术

引黄干渠通向支渠放水闸口 (俗称斗口 )的水流量是水管部门与用水单位结算水费的法定依据。本文介绍基于人工神经网络软测量模型的引黄灌渠斗口水流量自动测量技术。检验结果表明 ,人工神经网络软测量模型输出与标准三角量水堰测量结果吻合良好 ,斗口水流量的测量准确度可大为提高。

基于GPRS和GPS的移动水质监测系统设计

本文论述了基于GPRS和GPS的移动水质监测系统的设计过程。在分析GPRS和GPS的技术特点基础上,结合水质监测系统的特点,给出系统的整体设计方案。介绍了采用PIC18F6680单片机开发数据采集与发送终端软件和硬件的过程,并且简单介绍了中心监控站的软件设计。本系统基于通用性设计,可以应用于环境监测的很多领域,如水文、水利、气象等。

ARM7水情测报系统的设计与实现

提出一种新型水情测报系统的解决方案,它采用当前先进的嵌入式技术和GPRS无线通信技术,采用ARM芯片作为核心处理器以提高系统的集成度、数据处理能力.通过系统设计方案构建的硬件平台测试,结果表明系统功能全面,且通用性和扩展性良好,克服了当前水情测报系统功能单一,工作效率低下,使用不够灵活等缺点.

应用于水利工程物理模型试验的旋浆流速仪

分析研究了应用于水利工程物理模型试验的流速测量传感器和相关仪器,重点介绍了新型光电式流速旋浆传感器和两种智能流速仪的工作原理和应用方法。

浮子式数字水位仪的设计与初步测试

针对目前广泛应用于地下流体水位观测中的投入式水位仪存在稳定性差、零漂大等缺点,研制采用智能型绝对值多圈光电编码器的浮子式数字水位仪,介绍其工作原理和仪器结构,并给出仪器性能的实验测试结果,发现其具有高分辨率、高稳定性和低零漂的特点。

50tVOD炉改造为单嘴精炼炉的实践

某炼钢厂由于产品升级,原有50t VOD无法满足生产要求,中国重型机械研究院股份公司结合该厂的实际情况,通过对该VOD炉的真空泵系统、真空槽、槽车系统、多功能顶枪系统、钢包运输车系统和液压顶升系统等结构和工艺进行了分析改进,将其改造为50t单嘴精炼炉。该单嘴精炼炉完全满足生产要求,且各项主要指标都优于原VOD炉。

微机化超声多点水位测量仪

将单片微机技术应用于超声水位测量，就构成了本文所讨论的微机化超声多点水位测量仪．仪器包括超声收发电路、微机系统、电源等主要部分，整个仪器在实时时钟控制下定时测试各点水位值并打印输出．系统软件的优化设计保证了测量结果的精度和稳定性，由软件来控制测量探头的转换，能迅速监测多点水位的变化．本文还对超声波用于液位测量的原理、特性作了简要介绍．

ADCP非实测区流速推算软件的设计与实现

ADCP广泛应用于河流流量测验,但其在断面流量测验过程中存在着非实测区,这给需要这些区域流速的实际应用带来了不便。根据已有文献关于明渠垂线流速分布的报道,结合ADCP操作软件(WinRiver)的说明书,在介绍其非实测区流速推算方法的基础上,设计并用Visual Basic实现了一款ADCP非实测区流速推算软件,以满足实际应用的需要。