论文题目: 超声波测量河流泥沙含量的算法研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 测试计量技术与仪器
作者: 胡博
导师: 吕运朋
关键词: 超声波,含沙量,算法研究
文献来源: 郑州大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文根据超声波反射和衰减的规律,利用两者相结合,提出了一种声吸收系数的“面积比值”测量法,利用此方法对含沙量进行标定,能够实现对河流泥沙含量的测量。与传统的各种测量河流含沙量的方法相比,此方法能够大大提高测量的精度,增强测量系统的抗干扰能力,为我国水文水资源的研究与测量提供了一种新的重要的工具。 本文首先介绍了“超声波面积比值法”测量溶液中声吸收系数的基本原理,利用此相对测量的方法,能够排除超声波发射、接收以及各种干扰因素的影响,提高测量精度。然后通过所建立的以单片机为核心的测量系统,进行了大量的不同条件下的测量试验,在保证测量数据重复性和可信度的基础上,采用合适的数据处理方法,找出声吸收系数与溶液浓度(含沙量)之间的关系,从而实现了对溶液浓度(含沙量)的标定。 本文主要进行了利用声吸收系数对含沙量的标定,来测量河流泥沙含量的算法的研究。详细介绍了算法的主要原理与实现步骤,通过测量的数据说明了算法的有效性,并对算法中存在的问题进行了深入的分析,取得了大量的成果。通过大量的研究和现场的试验表明:此方法操作简单、便于实现、灵敏度高,能够快速准确地实现河流泥沙含量的测量。 当然,此算法也存在一些问题和不足之处,如测量范围还不够大、许多影响因素考虑还不够全面等,需要进一步改进和完善,以适应实际现场测试中的种种新情况和新要求。
论文目录:
郑重声明
中文摘要
英文摘要
引言
第一章 超声波的特性与超声检测原理
1．1 超声波的特性
1．1．1 超声波简介
1．1．2 超声波的主要物理特性
1．2 超声工业测量技术
1．2．1 概述
1．2．2 声速
1．2．3 声阻抗
1．2．4 声衰减、吸收和散射
1．3 超声波换能器的工作原理
1．3．1 压电效应
1．3．2 超声波换能器的主要性能指标
1．3．3 压电陶瓷换能器
第二章 “超声波面积比值法”测量含沙量的工作原理
2．1 超声波在含沙水中的传播机理
2．1．1 悬浮液的密度和声速
2．1．2 悬浮液的衰减
2．1．3 黄河浑水中的衰减实验
2．2 超声波面积比值法测量含沙量
2．2．1 基本原理
2．2．2 检测方法
2．2．3 推导分析
第三章 测量系统的实现
3．1 硬件电路
3．2 软件系统
第四章 实验设计与数据处理方法
4．1 实验方案设计
4．1．1 实验装置
4．1．2 实验方案
4．1．3 实验目的
4．2 数据处理方法
4．2．1 数据采集
4．2．2 对采样点的处理
4．2．3 回归分析与曲线拟合
4．2．4 求吸收系数
4．3 实验结果
4．3．1 实验数据
4．3．2 回归方程
4．4 软件设计
第五章 问题分析与结论
5．1 问题探讨
5．1．1 关于实验的误差分析
5．1．2 关于实验的重复性分析
5．1．3 吸收系数与流速的关系
5．1．4 吸收系数与频率的关系
5．2 结论与展望
中外文参考文献
致谢
发布时间: 2005-10-25
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