基于壓力傳感器的便攜式明渠自動測流裝置的研究.pdf

1、近幾年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國正由農(nóng)業(yè)大國向工業(yè)大國的轉(zhuǎn)變，但我國依然是一個缺水的國家，尤其是農(nóng)業(yè)用水量占全國用水量的70％以上，水資源的短缺已經(jīng)成為制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要因素，傳統(tǒng)的量水制度不健全，而且對用水缺乏有效的管理，這些都是造成水資源大量浪費的原因。因此，對灌區(qū)用水進行實時監(jiān)測和科學(xué)有效的管理是灌區(qū)的發(fā)展方向，也是推動灌區(qū)自動化、信息化發(fā)展的重要措施。如何研發(fā)出自動化程度高、測流精確、價格低廉、性能穩(wěn)定、攜帶方便的測流

2、裝置對明渠進行測流至關(guān)重要，也是我國實行最嚴格水資源管理制度的重要基礎(chǔ)。
　　本文根據(jù)灌區(qū)量水的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及目前的實際應(yīng)用情況，研究并設(shè)計了一種便攜式明渠自動測流裝置。該便攜式自動測流裝置根據(jù)流速面積法，采用自主研發(fā)的便攜式流量傳感器，測出多點水位、流速信號，并將其送入上位機進行處理，在上位機上可以輸入渠道斷面參數(shù)，最終在上位機以及二次儀表上直接顯示出渠道的水位、流量值，讓人們直觀的了解到當前明渠的流量，達到自動測流的目

3、的。本文主要工作包括以下內(nèi)容:
　　(1)自主研發(fā)的壓力式流量傳感器
　　根據(jù)伯努利原理一流體的機械能守恒，即動能、重力勢能、壓力勢能之和等于常數(shù)這一基本原理，選用10組共20個壓力傳感器，兩兩一組，處在同一水平高度，即保證了重力勢能一樣:一個正對水的沖力，測出水流的動力勢能;另一個與水流方向垂直，測出這一點水流的靜水壓力勢能。最后根據(jù)伯努利方程算出流速。根據(jù)這一思路設(shè)計了該流量傳感器硬件電路，包括主控制電路、供電電路、信號

4、采集電路、液晶顯示電路、通信接口電路。傳感器的軟件設(shè)計則采用了C語言對其進行模塊化編程，最終實現(xiàn)流量傳感器的功能。本便攜式流量傳感器具有攜帶方便、測量精度高、功耗低、集成化程度高、自動采集水壓信號、穩(wěn)定可靠。
　　(2)上位機監(jiān)控軟件的設(shè)計
　　運用Visual Basic語言進行上位機軟件的編制，實現(xiàn)上位機對水位、流量信號進行實時監(jiān)控，以達到自動測流的目的。上位機監(jiān)控軟件具有以下功能:①適合不同斷面類型的明渠渠道水位、流量