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城市中小河流淤泥探测仪的研究与应用

作　者: 杨闽
导　师: 潘炜
学　校: 安徽农业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 淤泥探测 传感器 信号处理与传输 监测软件
分类号: TP216
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 7次
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内容摘要


城市中小河流是城市形成和发展中最为关键的水资源和环境载体，但随着城市化进程的加快，许多中小河流长期受纳城市污水，城市河道淤积严重，局部地段河底较高、甚至封堵，淤泥污染严重，水生态系统遭到破坏，影响人们正常的生产生活。因此，河道清淤工作势在必行，而淤泥的探测是城市中小河流清淤工作中重要的一环，探测结果直接关系到清淤方案设计和清淤效果。探测淤泥普遍采用的方法有测杆法、静力触探法等，这些探测方法工作量大，在探测过程中对淤泥的扰动大，在界定淤泥厚度上，精度、效率均不能令人满意，且不能确定浮泥层的分布。随着科学技术的发展，仪器探测逐渐被使用，如超声波探测法，采用双频超声波测量淤泥深度，这种方法较之传统测量方法高效快速，但超声波受水草等水下杂质的影响较大，也无法测定浮泥层的密度，此外还有放射线探测法，测量精度高，但是安全性差，对工作人员以及被测区域都有潜在的放射性危害。本文根据城市中小河流受污染的特点，研究探测城市中小河流淤泥的新方法。通过光电传感器探测浮泥密度、液位传感器探测液位、土强度传感器探测底泥土强度，能够同时测量浮泥层密度和相应的液位以及淤泥底部，从而能够界定淤泥层深度和厚度，探测信号经处理后传输至上位机显示并存储。本文主要论述以下几方面内容：（1）仪器的系统架构，介绍各个功能模块；（2）探测浮泥密度的光电传感器、探测液位和土强度的压力度传感器，各传感器的信号调理电路及标定；（3）以STC单片机为核心控制器的信号处理与传输系统，利用C51编程语言编写下位机程序，设计基于RS485的串行通信，用于下位机和上位机之间的通信；（4）在VisualC++平台下研究开发基于MSComm控件的水下淤泥监测软件，在软件界面可以通过修改拟合方程系数对传感器进行校准，适用于不同环境下的淤泥探测。该探测仪经安徽省建筑工程勘察设计院在合肥市南淝河试用，反映良好。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
图形和表格清单  8-10
1 绪论  10-15
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 本文主要研究内容  12-15
    1.3.1 城市中小河流淤泥探测仪简介  12-13
    1.3.2 相关概念介绍  13-15
2 城市中小河流淤泥探测仪系统架构与硬件设计  15-37
  2.1 系统架构  15
  2.2 浮泥密度探测  15-17
    2.2.1 设计要求  15
    2.2.2 设计依据  15-16
    2.2.3 元件选型  16-17
    2.2.4 流程设计  17
  2.3 液位探测  17-20
    2.3.1 设计要求  17-18
    2.3.2 设计依据  18
    2.3.3 元件选型  18-20
    2.3.4 流程设计  20
  2.4 土强度探测  20-21
    2.4.1 设计要求  20
    2.4.2 设计依据  20
    2.4.3 元件选型  20-21
    2.4.4 流程设计  21
  2.5 信号处理与传输  21-33
    2.5.1 设计要求  21
    2.5.2 淤泥密度信号处理  21-23
    2.5.3 液位及土强度信号处理  23-27
    2.5.4 控制器  27-29
    2.5.5 信号传输  29-33
  2.6 电源模块  33-35
    2.6.1 设计要求  33
    2.6.2 元件选型  33-34
    2.6.3 电路设计  34-35
  2.7 PCB板的设计  35-36
  2.8 本章小结  36-37
3. 软件设计  37-44
  3.1 软件整体架构  37
  3.2 下位机软件设计  37-38
    3.2.1 C51编程语言简介  37-38
    3.2.2 下位机程序设计  38
  3.3 上位机软件设计  38-43
    3.3.1. 监测系统概述  38-39
    3.3.2 上位机软件编程概述  39
    3.3.3 水下淤泥监测软件设计  39-43
  3.4 本章小结  43-44
4 实际应用  44-48
  4.1 PCB板线路连接  44
  4.2 机械封装  44-46
  4.3 实地探测  46-47
  4.4 本章小结  47-48
5. 总结与展望  48-50
  5.1 总结  48-49
  5.2 展望  49-50
参考文献  50-54
附录  54-59
致谢  59-60
个人简介  60-61
在读期间发表的学术论文及项目情况  61

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 自动检测仪器、仪表
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