基于毫米级数字水位计的明渠测流系统的研究

根据明渠均匀流理论,通过检测明渠渠道的过水深度可以实现对明渠渠道水位和流量的智能化监测,基于此设计了毫米级数字水位传感器,每2mm放一个触点,利用水的导电性,若触点接触到水,连接该触点的检测电路导通,水位信号由MSP430F19单片机进行处理并通过RS232总线上传给上位机进行控制。由单片机和上位机进行水位和流量的处理,数据分别在信号采集和监控处由LCD和上位机显示,实现水位流量监测的智能化。     

基于五点法的矩形渠道流量自动检测系统

在水文测验中，为了满足在复杂环境下的流速、流量检测的自动化，设计了明渠流量自动检测系统。该系统以五点法为基本检测原理，并将流速、流量的测量与一套完备的机械传动装置相结合。应用经典的MCS-51系列单片机来采集水位与流速的信号并按照既定的算法计算出矩形渠道的实时流量值，并控制着平面直角坐标机械传动装置的流速测杆在矩形断面范围内自动改变位置，以实现系统的自动化，并通过RS232或RS485总线与上位机进行通讯传输，实现在线监控。     

电子油门自动标定检测装置的设计

设计一种可对车用电子油门进行自动标定与检测的装置。该装置主要由上位机软件、控制器以及步进电机组成。上位机软件通过RS232总线与控制器进行标定指令与检测数据交互。控制器实时接收上位机的标定指令并进一步控制步进电机,实现对电子油门的数据标定工作。标定完成后,控制器对电子油门的线性度与同步度进行实时检测并将检测数据上传给上位机进行显示。     

温室株间电驱锄草机控制系统设计与试验

根据温室机械锄草的需要,针对电驱锄草机械设计了一种圆盘锄刀株间锄草控制系统。该系统以MC9S12DG128双核单片机为硬件核心,融合霍尔传感器、旋转编码器的信号实时输入,通过RS232串口中断实时接收上位机(PC)视觉信息,采用CAN总线与下位机(电动机驱动器)实时通信,对圆盘锄刀转速与转角进行实时控制,从而实现株间锄草和避苗。温室大棚内锄草试验结果表明,前进速度为1.2 km/h时,伤苗率小于10%。     

数字式粮仓温湿度检测系统设计

粮情的实时检测关系到储粮安全,温湿度是粮食储藏过程中最为重要的两个因素。为此,针对检测储粮的温湿度,系统设计了基于以AT89C52为核心控制器件,以SHT11为温湿度传感器的检测系统;为了实现远距离上位机的实时监测,采用RS232/RS485转换接口器件进行电平转化,适应PC机串口RS232电平,将数据传输到PC进行显示,并实现了在软件中的仿真。     

基于RS485总线的条播机种肥监测系统

为了解决大型宽幅条播机作业质量监测的问题,开发了一种基于RS485总线的播种机种肥监测系统。该系统采用电容传感器检测种肥管路内物料状态,通过对电容信号的分析处理,进而判断管路阻塞、排空等故障状况。采用RS485总线进行多节点数据传输,便于系统扩展,给出了系统的软硬件设计。田间试验表明,系统对阻塞报警的准确率为100%,对管路排空报警也有较高的准确率,能够满足实际生产需要。     

基于单片机的施药监测系统设计与试验

基于STC12C5A60S2单片机,采用串口通信技术、数据库技术、VS2008软件编程技术,设计并实现了施药监测系统.该系统具有可扩展性,可支持8路模拟传感器和2路数字脉冲式传感器,以采集压力、流量和速度等各种施药参量,并通过LCD显示器实时显示;系统可将各施药参量存入SD卡中,同时通过RS232串口传给PC机;PC机将接收到的数据存储于数据库中,并以表格和图形方式向用户显示施药参量.试验表明:采样周期为1s时,速度经一次校核后测量平均精度达97.7％;测试平台试验和喷药机试验的压力测量平均精度分别为99.3％和98.7％,流量平均测量精度达99.3％.     

拖拉机作业仿真试验集散控制系统总体设计

介绍了拖拉机作业仿真试验台上的微机集散控制系统。它由一台微机作为上位机（主机）、4个80C196KC单片机控制模块作为下位机（从机），以及处于下位的电涡流测功机控制柜组成。上位机用于集中监测和系统管理，下位机用于分散控制。上位机、下位机之间通过RS－232C串行通讯接口总线交换数据。     

基于单片机的肥箱料位传感器设计与试验

针对颗粒化肥在田间施肥过程中的肥箱料位实时在线测量问题,研制了一种新型的基于电容法的肥箱料位传感器,并通过对其硬件电路和软件程序的设计分析,开发出了以STC89C52单片机为核心的传感器监测系统。该传感器把肥料箱的料位转换为电容量的变化,将电容变化转变为脉冲信号频率变化,并输入信号给单片机,经过单片机程序计数,LED数码管显示肥箱料位高度百分比测量值,并通过串口传输到上位机。试验结果表明:该肥箱料位传感器工作稳定可靠、成本低,能够对肥箱料位情况进行实时在线监测,使施肥机信息化水平得以提高。     

基于现场总线粮食干燥分布式控制系统的研究与设计

根据目前粮食干燥控制系统存在的问题,提出了一种基于现场总线粮食干燥分布式控制系统。上位监控计算机采用EPCS-500嵌入式工控机,利用组态软件开发上位机界面,下位机采用带CAN总线的P83C591单片机作为各个智能测控节点,选用电容法对粮食含水率进行检测,利用单总线数字温度传感器芯片DS18B20测量干燥温度。研究设计表明,该分布式粮食干燥控制系统控制准确,控制参数和干燥工艺调整方便,线路少且维修方便,精度高且抗干扰能力强,价格低廉,能满足了粮食干燥实时测控的要求。     

流道结构对非旋转折射式喷头水力性能影响的试验研究

以非旋转折射式喷头为研究对象,设计散水盘的流道长度、流道个数和流道出口形状,通过正交试验测试了单喷头水量分布,采用线性插值法计算射程,通过直接叠加法得到组合水量分布,计算了2.5m喷头间距下的组合均匀性系数,并运用极差分析法研究了流道结构参数对喷头水力性能的影响。结果表明:不同流道长度、流道个数和流道出口形状非旋转折射式喷头的单喷头水量分布呈波浪形上下浮动,但波动的幅度有差异。流道结构参数对射程影响的主次顺序为流道长度、流道个数、流道出口形状,对喷灌强度峰值影响的主次顺序为流道个数、流道长度、流道出口形状,对组合喷洒均匀性系数影响的主次顺序为流道个数、流道长度、流道出口形状。     

U形渠道适宜量水设施及标准化研究

对已有U形渠道量水技术进行了比较评价,提出了适宜于不同规格U形渠道的量水技术与设施的选配模式。开展了U形渠道平底抛物线形无喉段量水槽设计与标准化研究,提出了以抛物线形状系数P值为指标的共计28个标准量水槽,并在实验室和灌区进行了实验和现场观测,结果表明,实测值与理论值吻合较好,满足测水要求。     

含刚性沉水植物明渠水流结构的试验研究

【目的】得到含刚性沉水植物明渠的水流结构。【方法】采用粒子图像测速仪(PIV),用有机玻璃棒模拟刚性植物,在不同来水流量、植物密度条件下对明渠水流结构进行了试验研究。【结果】无植物时平均流速沿垂向呈对数分布规律,有植物时则呈现明显的分区分布特性。无植物时紊动强度值沿垂向变化不大,有植物时在植物顶端位置处紊动最剧烈。流量或植物密度越大,植物顶端位置的流速梯度就越大,植物层上方的流速最大值也越大。植物密度越大,植物顶端位置的紊动强度越大,植物密度对水流紊动强度由最大值减小到最小值的区域影响很大。【结论】刚性沉水植物的存在会改变水流结构,增强紊动掺混,增强流体质点交换和能量传递,且上述影响会随着流量或植物密度的增大而增强。     

明渠壁面粗糙度突增对紊流流速及紊动强度影响的试验研究

对壁面粗糙度突增时的明渠紊流特性进行了试验研究。利用三维超声波流速仪,测量了粗糙度突增后,不同水深情况下明渠紊流的水流方向、横向和垂向三维瞬时流速。分析了粗糙度突增对明渠紊流的影响,得到了壁面粗糙度突增后,明渠紊流的时均流速分布特点以及水流方向、横向和垂向紊动强度的沿程变化特点。     

底坡对U形渠道量水平板测流影响分析

[目的]量水平板具有构造简单、不易淤积等优点,虽已建立流量与平板偏转角、上下游水深及板型等因素的关系式,但底坡对量水平板水力特性的影响还缺乏系统研究,有必要深入分析,以提高量水平板测流公式的适用范围.[方法]以北方灌区常见U形渠道为试验水槽,选择断面最佳收缩比0.439的U形渠道量水平板为试验对象.通过设置3种水槽底坡...     

双流道泵内非定常固液两相流的数值分析

采用Mixture多相流模型、标准的k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,应用FLUENT软件对双流道泵内固液两相湍流进行了非定常数值模拟.研究结果表明:不同时刻,泵流道内的压力分布明显不同,呈现周期性变化规律;在叶轮流道内,固相体积浓度分布极不均匀,颗粒主要集中于叶轮出口处的工作面和后盖板上,而在蜗壳流道内,固相颗粒多集中于离叶轮半径较大的蜗壳壁面上.     

灯泡贯流式机组水电站流道结构研究及应用

根据国内外灯泡贯流式水电站的发展概况,采用理论分析、结构计算及数值模拟的方法对灯泡贯流式电站进行分析计算,通过仿真计算得出流道各段断面抗拉、抗压强度值,管型座周边产生了局部应力集中现象,即使采用常规配筋也很难满足要求;通过分析还发现流道底板内力的大小与地基参数有很大的关系,地基参数越低,底板内产生的拉应力越大;对于工程底板的计算结果发现地板厚度有较大富裕,为此提出的流道底板设计优化方法可有效减小底板的厚度和配筋量,节约工程投资。该方法对灯泡贯流式机组流道结构设计产生深远影响。     

复合流道薄壁滴灌带的特性分析

国内生产的薄壁滴灌带产品多以单流道形式为主。由于其基本结构存在缺陷。其产品在质量上存在流道易堵塞、滴水不均匀和流量互补功能差等一系列问题。针对这些问题,课题组经过2年的潜心研究,设计研制出一种迷宫和直流道相组合的新型复合流道薄壁滴灌带。试验证明．复合流道薄壁滴灌带具有良好的滴水均匀度和抗堵塞效果,同时还带一定的流量互补功能。     

渠道非恒定流过渡时间影响研究

采用特征线法,模拟了不同渠道长度、闸门调控时间、流量变化率及运行方式下渠道水流过渡过程,并分析了其对水流过渡时间的影响。结果表明,渠道运行方式对水流过渡时间影响较小。渠长、调控时间、流量变化率为影响过渡时间的敏感因素。渠道越长,闸门调控时间越长,流量变化率越小,水流过渡时间就越短,水位流量波动越小,水流过渡越平缓。     

流道出射角对单一流道结构非旋转折射式喷头水量分布及均匀性的影响

为探索单一流道结构非旋转折射式喷头水量分布及均匀性与流道出射角之间的关系,以Nelson D3000型蓝色喷盘为本体,设计7个不同流道出射角(-45°、-30°、-15°、0°、15°、30°、45°)的喷盘,测试并分析了50kPa压力下的实际射流出射角和单流道水量分布,模拟了单喷头水量分布和3.0m喷头间距下的组合水量分布,并计算出组合均匀性系数。结果表明,实际射流出射角略大于喷盘流道出射角。当流道出射角由-45°增至15°时,射程增大2m,单流道径向点喷灌强度最大值降低59%,径向湿润范围增加91.94%,垂直于径向的水量分布更均匀,且单喷头喷灌强度峰值减小,组合喷灌强度最大值下降;但流道出射角继续增至45°,各水量分布反而不均。流道出射角为15°喷头的单流道水量分布、单喷头水量分布和组合喷头水量分布较好。组合均匀性系数随流道出射角的增加呈先增大后减小的变化趋势。