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光纤式水量测量装置及数据管理系统关键技术研究

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光纤式水量测量装置及数据管理系统关键技术研究

作者：贾艺宣北京邮电大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展和城市化进程的加快,智慧城市成为现代城市发展的新方向。其中,智能水务是实现智慧城市的重要组成部分。传统的水务行业供水管理模式是自来水公司工作人员逐户进行人工记录,具有较高的人力管理成本。水表数据作为一... 详细信息

随着科学技术的发展和城市化进程的加快,智慧城市成为现代城市发展的新方向。其中,智能水务是实现智慧城市的重要组成部分。传统的水务行业供水管理模式是自来水公司工作人员逐户进行人工记录,具有较高的人力管理成本。水表数据作为一项传统监测数据,实现远程智能化采集和信息化存储显得尤为重要。而当前成熟的远程测量技术多数采用电子式传感器实现,无法克服必须供电、强磁干扰和不能在恶劣环境下监测的困难。光纤传感技术因具有无源化测量、不惧强电磁干扰以及可长距离传输等特性而广泛应用于传感领域。特别是利用光纤布拉格光栅制成的传感器具有体积微小、寿命长、灵敏度高等优势,可以满足多种物理量的测量需求。因此,研究一种可以无源测量、不惧恶劣环境干扰的水量测量装置以及远程监测管理系统,具有实际的应用价值。利用光纤传感技术实现远程无源化的用水量信息采集并结合数据管理系统智能化管理的方式相比于传统的人工抄表和电子式水表更具有实际研究意义。本论文基于光纤传感技术对作为传统监测数据的水量信息采集和监测管理展开了研究,并设计和实现了光纤式水量测量装置及相应的数据管理系统。论文的主要研究工作及成果如下:1.分别设计了基于光纤布拉格光栅探测发热电阻温度的水量测量方案、基于激光反射探测的水量测量方案以及基于悬臂梁的光纤布拉格光栅应力式水量测量方案。对三种方案进行了分析,选择了可行性更高的基于悬臂梁的光纤布拉格光栅应力式水量测量方案。2.对基于悬臂梁的光纤布拉格光栅应力式水量测量方案进行实现。通过对悬臂梁的材料选择、仿真和优化,实现的光纤布拉格光栅式水量测量装置与机械水表的误差满足实际的测量需求。3.利用JAVA程序开发语言和SQLserver2012数据库为本文基于悬臂梁的光纤光栅式水量测量装置开发了数据管理系统。通过在计算机进行程序处理的同时,加入可视化的系统界面,建立更友好的人机交互系统,提升本系统在实际应用中的可行性、可靠性和高效性。

关键词：水量测量光纤布拉格光栅光纤传感激光探测数据库

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基于光纤能信同传的水量测量关键技术研究

基于光纤能信同传的水量测量关键技术研究

作者：韩旭东北京邮电大学

学位级别：硕士

随着我国城市化进程逐渐加快,智慧城市建设逐渐成为创新驱动发展、建立绿色低碳循环发展的重要举措。其中,智慧水务建设作为智慧城市建设中不可或缺的环节,智能水表的普及已经成为智慧水务发展的新趋势。当前,水量数据管理已逐步由传统... 详细信息

随着我国城市化进程逐渐加快,智慧城市建设逐渐成为创新驱动发展、建立绿色低碳循环发展的重要举措。其中,智慧水务建设作为智慧城市建设中不可或缺的环节,智能水表的普及已经成为智慧水务发展的新趋势。当前,水量数据管理已逐步由传统的机械水表测量和人工抄表演变为智能化抄表以及远端信息回传的方式,这极大提升了城市水资源的管理效率。当前成熟的水量数据智能采集与远传方案多数以电力电缆方式或无线通信技术传输能量与信息,随着光纤通信技术的发展和成熟,光纤逐渐显露其优势。光纤带宽高,成本低,在高电压、强磁场、电磁脉冲存在的情况下不受干扰,它特别适合于需要严格电磁隔离或者易燃易爆的特殊场合。而光纤能信同传技术是以光纤作为能量传输媒介的供能技术,具有供能稳定、抗电磁干扰、易部署等优势。因此,利用光纤能信同传技术研究一种可以实现远端自动测量并适应恶劣环境干扰的水量测量系统具有实际的应用价值。本论文基于光纤能信同传技术对光纤能信同传式水量测量方案中的关键技术展开了研究并从实际工程应用的角度出发,将光纤能信同传与无源光网络技术相结合,将光纤能信同传系统光纤与无源光网络系统光纤链路耦合,设计并实现了一种基于光纤能信同传技术的水量测量系统。主要研究内容和创新成果如下:(1)利用光纤能信同传系统的理论知识结合实际的水量测量需求,对光纤能信同传式水量测量系统进行了总体方案设计,包括对光纤能信同传系统中激光器、传能光纤、光伏电池三个部分进行了分析选型以及水量测量终端设备电路设计与实现。在此基础上,对光纤能信同传式水量测量系统进行整体实现与搭建,并对系统进行测试分析,光纤能信同传式水量测量系统与机械式水表误差满足实际测量需求。(2)基于当前光接入网技术的发展现状,将光纤能信同传系统与PON接入网技术相结合,对基于PON网络的光纤能信同传式水量测量系统进行总体方案设计。传能光纤通过波分复用器与PON接入网的光纤链路耦合;光伏电池采用了光电二极管实现光电转换,水量测量终端增加微能量收集模块,实现对微瓦级电功率能量的收集与存储。在保证PON接入网系统正常运行的情况下,能够实现远端水量自动测量并回传结果,测得结果与机械式水表测量结果误差满足实际测量需求。有效降低了系统铺设难度与整体成本,提高了本研究内容的实用性。

关键词：水量测量能信同传无源光网络

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水资源远程监测系统的设计

水资源远程监测系统的设计

作者：曹文武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着国民经济的迅速发展,人们对水资源的需求越来越高,国家水利部分肩负的使命也越来越重。传统的通过人工观察进行水资源监测的方法既费时费力,而且实时性和准确性都很难保证。水资源管理工作面临的形势十分严峻。本文所研究的... 详细信息

近年来,随着国民经济的迅速发展,人们对水资源的需求越来越高,国家水利部分肩负的使命也越来越重。传统的通过人工观察进行水资源监测的方法既费时费力,而且实时性和准确性都很难保证。水资源管理工作面临的形势十分严峻。本文所研究的水资源自动远程监测系统对水资源综合管理有着重要的意义。首先研究了水量的采集方法,对多种目前市场上常用的水量测量方法进行了详细分析比较,着重分析了运用干簧管进行水量测量的方法。文中对干簧管的原理和特性进行详细的分析,给出了常规的单干簧管采集、双干簧管采集以及三干簧管采集的采样方法,并提出了一种基于双干簧管传感器的水量检测方法以及一种基于微摄像传感器的新采集思路。设计了采集终端的总体结构,分析了对温度、板间电压等模拟量的采集过程,详细介绍了I~2C总线的原理,给出了时钟芯片和存储芯片基于I~2C总线的应用实例,建立了一套较安全的数据存储方案。研究了数据的远程传送方法。数据首先是从采集终端到数据集中器。讨论了几种短距离的传送方式,给出了运用485总线进行稳定数据传输的应用实例;数据经过集中器汇集后远传至数据管理中心。文中对数据远传的几种常用方式进行了比较,研究了通过GPRS进行数据远传的几种组网方式,给出了一种将GPRS与SMS两种方式相结合的实时性强、可靠性高的数据远传方案。社会对水资源的认识在不断的深化,本课题从实际应用出发,针对北京市的水资源的使用情况,设计出了一套适用于北方地区的水资源远程监测系统。本文深入透彻的分析了水资源远程监测的方法,对今后类似系统的设计有着参考价值,对推动水资源管理信息化将起到积极作用。

关键词：水资源水量测量 485总线通用分组无线业务短消息业务

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智能型泡沫仪产品的设计与实现

智能型泡沫仪产品的设计与实现

作者：浦海南京理工大学

学位级别：硕士

石化类企业爆炸、火灾事故时有发生,造成了严重的生命财产损失和环境污染。消防车作为消防部队与火灾作斗争的主要工具,研究其泡沫灭火系统灭火效率具有重要的意义。本文以此为背景,研制了消防车辆泡沫灭火系统的控制设备智能型泡沫仪L... 详细信息

石化类企业爆炸、火灾事故时有发生,造成了严重的生命财产损失和环境污染。消防车作为消防部队与火灾作斗争的主要工具,研究其泡沫灭火系统灭火效率具有重要的意义。本文以此为背景,研制了消防车辆泡沫灭火系统的控制设备智能型泡沫仪LXPMY-24V。该设备可手动设置泡沫混合比例,具有实时显示水流量和泡沫流量、保持泡沫混合比例稳定的功能,同时利用CAN总线将数据传输至车辆控制室。它对提高泡沫灭火系统灭火效率具有重要作用。论文对智能型泡沫仪进行需求分析,在此基础上给出了控制设备的整体设计方案,并进行软硬件设计。泡沫仪硬件以微处理器LPC2366为核心.,外扩信号采集模块、控制输出模块、人机交互模块和通信接口模块;软件完成UART驱动、I2C驱动、定时器驱动、水流量测算、泡沫流量采集、PI数字调节、数据传输、输出控制、数码管显示和键盘接收等功能。此外,论文从产品外观与结构设计、防护设计和稳定性设计三个方面进行产品开发。其中,防护设计中考虑了防振设计、防水设计和防磁设计三个方面;而稳定性则从硬件和软件两个方面进行设计。另外,课题研制了D-PMY-5V型检测设备,减少了检测过程中人工干预,提高了检测效率,为产品批量生产提供了保障。 LXPMY-24V型泡沫仪已应用于某消防中队,运行状况良好,提高了消防车辆泡沫灭火系统灭火效率,达到了设计目的。

关键词：消防泡沫仪嵌入式 ARM 水量测量

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漳河水库灌区量测水技术研究

水利建设与管理 2020年第7期40卷 58-63页

作者：张士菊邵陈斌陈崇德湖北省漳河工程管理局湖北荆门448156

渠道量测水是现代化节水型灌区建设与发展的必然,是强化灌区节水意识、推动科学灌溉和提高灌溉用水利用系数的主要途径。本文以漳河水库灌区量测水现状为依据,对量测水的作用与目的、设备要求、站点现状、方法优缺点等进行了阐述,分析... 详细信息

渠道量测水是现代化节水型灌区建设与发展的必然,是强化灌区节水意识、推动科学灌溉和提高灌溉用水利用系数的主要途径。本文以漳河水库灌区量测水现状为依据,对量测水的作用与目的、设备要求、站点现状、方法优缺点等进行了阐述,分析了存在的问题,并提出了解决的办法。本文成果对于引领灌区量测水技术,推动“按田配水,计量收费”政策落实,满足现代化、自动化、信息化的发展要求,意义重大。

关键词：水量测量建设实践建议漳河水库灌区

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大庆油田深层气体钻井可行性分析方法

大庆师范学院学报 2011年第6期31卷 72-74页

作者：徐阳赵棣颖朱景修韩福彬大庆油田勘探分公司黑龙江大庆163453 大庆油田勘探开发研究院黑龙江大庆163712 大庆钻探工程公司钻井一公司黑龙江大庆163411

气体钻井能够大幅度地提高机械钻速,但气体钻井的事故多情况复杂。大庆油田深层广泛地开展气体钻井配套技术研究与现场试验期间,因地层出水和井壁稳定性的影响,致使气体钻井效率低、效益差。在借鉴气体钻井的相关成果和认识的基础上,提... 详细信息

气体钻井能够大幅度地提高机械钻速,但气体钻井的事故多情况复杂。大庆油田深层广泛地开展气体钻井配套技术研究与现场试验期间,因地层出水和井壁稳定性的影响,致使气体钻井效率低、效益差。在借鉴气体钻井的相关成果和认识的基础上,提出了钻前出水量预测、井壁稳定预测、经济性评估等进行气体钻井可行性分析的方法,能够为决策是否实施气体钻井提供依据。在可实施纯空气钻井的前提下,按照大庆油田的实际情况,经计算,进尺超过395m,采用空气钻井技术即可获得经济效益。

关键词：大庆油田深层气体钻井水量测量

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漳河水库灌区量测水发展趋势

河南科技 2021年第7期40卷 51-53页

作者：刘志强李莎莎陈崇德湖北省漳河工程管理局湖北荆门448456

本文以漳河水库灌区量测水发展趋势为依据,对灌区渠系与建筑物工程特点、量测水站的设置分类、量测水现状、量测水的地位和作用等进行了阐述,并分析了存在的主要问题,针对问题提出了具体意见。

关键词：漳河水库灌区水量测量建设实践

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混流式水轮机导叶漏水分析及处理

四川水力发电 2017年第5期36卷 113-114,117页

作者：黄隆志华电宝珠寺水电厂四川广元628003

水轮机导叶漏水不仅造成水资源的浪费,同时对机组的安全稳定运行均造成影响。宝珠寺在机组解体大修过程中,检修人员对活动导叶进行了补焊、打磨处理以及线型修复,将变形底环返厂加工,并在底环抗磨板部位新增密封条,对导叶套筒密封以及... 详细信息

水轮机导叶漏水不仅造成水资源的浪费,同时对机组的安全稳定运行均造成影响。宝珠寺在机组解体大修过程中,检修人员对活动导叶进行了补焊、打磨处理以及线型修复,将变形底环返厂加工,并在底环抗磨板部位新增密封条,对导叶套筒密封以及压垫环进行了处理和更换。机组检修后,用容积法对该机组导叶漏水量进行了测量,导叶漏水量由0.75 m3/s降低到0.408 m3/s,按照机组年均停机时间计算,全年可增发电量140万千瓦时,基本达到了项目预期。

关键词：水轮机导叶漏水水量测量危害处理