论文题目: 数字水文信息采集与自动化报送理论及新技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 水文学及水资源
作者: 马福昌
导师: 李怀恩
关键词: 水利信息化,水文测报仪,人工神经网络,检索式数字水位传感器,数字化数据处理,自动化报送新技术
文献来源: 西安理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文针对国家防汛减灾预报领域目前存在的科学问题和工程技术难题,研究能在恶劣环境条件下进行水位信号自动采集的方法和新型传感器,以解决在泥沙、急流、冰冻等恶劣环境条件下水位信号采集难题。研究适合于我国国情的,具有水情数据(包括雨量、水位、温度等)自动采集、处理、存储与实时远程数据通信功能为一体的技术方案和新型水文测报仪器设备。主要研究内容为:(1) 在对水的电化学性能研究中,发现并提出水位信号的数字化直接取样的电测理论和方法。为数字水位传感器的研究提出可靠的理论依据。(2) 在传感器转换机理的理论研究中,提出“检索式数字水位传感器”的技术构思,探索待测信号直接数字化检测的技术,研制成功了一种数字取样的数字化水位数据采集传感器。(3) 跟踪研究国家重点工程(引黄入晋)中的重大科技难题。解决了远距离、长隧洞、全封闭引水工程的洞内水位、水情检测与控制问题。(4) 跟踪“国家防汛指挥系统”和水情测报系统的建设,研究开发水位测控仪、数据变送器和上下位机软件,研究数据的数字传输与通讯技术,基本完善了一套与新型数字传感器配套的技术体系,实现了区域性水情测点无人值守、远程实时观测的水情信息自动测报系统。本论文中涉及到的数字检测与水文测报技术的应用性研究已取得了一些初步成果,但理论研究与技术研究或许还不够深入,不够系统。面向21世纪“数西安理工大学博士学位论文字水文”的建设,需要对更广阔的科学技术领域和更深层次的科学问题进行研究。我们希望能得到更多同行专家们学者们的指导和帮助,为建设水利自动化的明天做出我们当代人应做的贡献。关键词:水利信息化水文测报仪人工神经网络检索式数字水位传感器数字化数据处理自动化报送新技术 本研究得到:国家科技攻关项目(ZOOZBAZ 14C)、国家自然科学基金面上项目(60274028)的资助。
论文目录:
1 绪论
1．1 水文信息自动化采集与报送技术状况分析
1．2 数字水文新技术研究与发展趋势
1．3 本论文研究的主要内容
2 检索式数字水位传感器研究
2．1 检索式数字水位传感器概念的提出
2．1．1 水位传感器的现状
2．1．2 检索式数字水位传感器概念的提出
2．2 检索式数字水位传感器信号取样中的水电化学问题
2．2．1 水的电导特性
2．2．2 电解质溶液的电导特性及其传导规律
2．2．3 水的电导率的测量及存在的问题
2．2．4 水的电化学特性及其对水位检测的影响研究
2．3 检索式数字水位传感器原理
2．3．1 检索式数字水位传感器设计思路
2．3．2 检索式数字水位传感器电路可集成性实验
2．3．3 检索式水位传感器专用集成电路原理
2．4 检索式数字水位传感器的结构和工艺方法
2．4．1 检索式数字水位传感器结构
2．4．2 检索式数字水位传感器的工艺方法
2．5 检索式数字水位传感器的技术参数
2．6 检索式数字水位传感器的安装
2．7 检索式数字水位传感器的中试研究及工程试验
2．7．1 实验室试验
2．7．2 工程试验:检索式数字水位传感器浪涌和动态水流条件下可靠性研究
2．8 本章小结
3 新型测控仪器的研究与新型水文测报系统的实现
3．1 二次仪表的开发研究
3．1．1 测控仪的研究与改型
3．1．2 水情测报仪的研制
3．1．3 水位变送器的设计研究
3．2 数字水文自动化报送新技术研究
3．2．1 目前我国现有通信资源情况
3．2．2 数字水文数据有线测报系统
3．2．3 数字水文数据无线测报系统
3．3 水情测报系统
3．3．1 系统组建的原则和设计目标
3．3．2 系统遵循标准和设计依据
3．3．3 系统规模和建设内容
3．3．4 新型水情测报系统组网结构
3．3．5 系统功能与特点
4 新型传感器及其系统在水文、水利工程中的应用
4．1 概述
4．2 新型传感器及其系统在“引黄入晋”工程中的应用
4．2．1 引黄入晋工程的自动化检测问题
4．2．2 引黄工程特长距离输水隧洞水位自动监测系统的开发研究
4．2．3 感应式数字水位传感器在隧洞内的安装技术
4．2．4 隧洞内的信号远距离传输
5 论文总结与展望
5．1 本论文所做的工作
5．2 本论文的创新点
5．3 下一步工作的思考
致谢
参考文献
博士期间的科研成果
发布时间: 2005-05-10
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