试析径流流速虚拟仪器测试系统的研究

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1、分类号：，8(J6596密级：华中农业大学硕士学位论文径流流速虚拟仪器测试系统的研究ResearchonRunoffCurrentVelocityMeasuringSystemofVirtualInstrument研究生：刘泉指导教师：李小昱教授专业：农业机械化工程获得学位名称：工学硕士研究方向：机电一体化技术获得学位时间：华中农业大学工程技术学院二oo五年五月径流流速虚拟仪器测试系统的研究农业机械化工程2005届硕士研究生刘泉指导教师李小昱在水土流失研究中，坡面径流流速是研究坡面土壤侵蚀规律的重要参数，也是水土流失动态监测网络的基础数据。目前，无论是在野外试验观测径

2、流小区，还是室内人工模拟降雨试验中，坡面径流流速的测量一直是采用人工或半人工的测量方法，无法实现动态、连续、实时地测量。因此研究一种测量径流流速的实时、动态测量系统，具有重要的科学意义和实用价值。本研究利用自制的电导式传感器作为信号采集的传感器，建立了基于虚拟仪器技术的径流流速测量系统。其研究的主要内容和结果如下：1．对相关流速测量原理进行了理论分析，建立了基于虚拟仪器技术的径流流速实时测量系统的理论模型；2．对采集水流泥沙流动噪声信号的电导式传感器进行了设计，主要包括传感器材质、形状、尺寸，调理电路等；3．相关流速测量系统采用了差动放大电路，其具有以下突出的特点：首

3、先，保留了相关法测速原理的优点，降低了相关法对硬件电路、数据采集电路对称性要求高的缺点，使噪声提取电路的复杂性减小，提高了系统的可靠性、抗干扰能力。其次，运用对称的检测电路，抵消了两传感器受外界干扰的影响，一定程度上消除了电导式传感器的初始误差。由于只提取与两相流流体有关的流动噪声，调理电路有较大增益，从而可以提高系统的灵敏度；4．采用相关算法，用图形化编程语言LabVIEW编写出了径流流速测试系统的测量程序，并建立了基于虚拟仪器技术的径流流速测量系统。通过试验得到以下结论：1．通过标定试验，该测试系统用相关法测量径流流速是可行的；2．自制的电导式传感器在测量范围内能

4、准确采集径流的流动噪声信号；3．径流流速测试仪器测量范围为0～250硌／m3，流速的测量误差小于5％；4．该虚拟仪器可以实时、在线测量径流流速。关键词：径流；虚拟仪器：测试系统；互相关测量；电导式传感器ResearchonRunoffCurrentVelocityMeasuringSystemofVirtualInstrumentAgriculturalMechanizationEngineeringPostgraduateLiuquanSupervisorLixiaoyuInthesoilerosionresearch，theslopefacerunoffspeed

5、offlowisstudiestheslopefacesoilerosionruletheimportantparameter,AlsoitiSthesoilerosiondynamicmonitornetworkfoundationdata．Atpresent，regardlessofisinthefieldtestobservationrunoffplotorintheroomthemannalsimulationrainsintheexperiment．theslopefaceruno仃speedofflowsurveyalwaysusesartificialo

6、rhalfmanualmeasuringtechnique,iSunabletorealizedynamically,iscontinualreal-time，surveys．Thereforestudiesonekindofsurveyrunoffspeedofflowreal—time，thedynamicmeasIlrementsystem，hasthevitalscientificsignificanceandthepracticalvalue．Thisresearchusingtheself-madeconductancesensortooksignalga

7、theringthesensor,hasestablishedbasedonthehypothesizedinstrumenttechnologyrunoffrateofflowmeasurementsystem．Itsresearchmaincontentandresult器follows：1．弧istesthascarriedonthetheoreticalanalysiscorrelationsrateofflowmeas删．em斟ltprinciple，hasestablishedbasedonthehypothesizedinstrumen