坡面径流采样系统的研究与设计

发布时间：2021-11-23 16:08

　　水土流失已成为当今世界各国所面临的最严重的环境问题之一,为研究、监测和预防水土流失,需加强对坡面径流的研究,因此对径流采样技术提出了越来越高的要求。随着单片机技术的广泛应用,可充分地发挥其优势,通过模块化设计,开发功能强大的自动采样仪器,以实现提高采样的效率、减轻劳动强度的目的。本论文的主要工作内容如下：（1）分析现阶段坡面径流的采样方法和采样设备的发展状况,对其进行合理的分析,提出了本文的研究内容,设计一种基于流量大小自动采样的采样系统,以改变传统的人工采样方式。（2）对采样系统进行总体规划设计,提出了本文的设计方案,并针对设计方案引入了模块化设计思想,通过模块化设计完成了对各功能模块的硬件选型和软件开发工作。（3）对采样系统的采样仪器进行了机械结构设计,主要完成了超声波明渠流量计和水样采集器两部分的机械结构设计。通过合理的机械结构设计,使采样系统运行稳定,同时降低整个系统的生产成本和提高仪器的使用性能,特别是方便了采样瓶的存放。（4）完成了超声波明渠流量计的人工标定试验,通过试验确定了流量系数C值,并利用流量系数进行了自动采样试验,完成了人工采样数据与自动采样数据的对比,进行了误差... 

【文章来源】：福建农林大学福建省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景和意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 人工测量方法
        1.3.2 自动测量方法
    1.4 研究内容和工作
    1.5 本章小结
第二章 采样系统的总体设计
    2.1 采样系统需求分析
    2.2 采样系统设计任务
    2.3 采样系统的设计方案
        2.3.1 模块化设计方案
        2.3.2 功能模块的设计方案
        2.3.3 采样系统的机械结构设计
    2.4 采样系统的研发流程
    2.5 本章小结
第三章 采样系统的机械结构设计及电机选型
    3.1 超声波明渠流量计的设计
        3.1.1 三角堰槽的设计
        3.1.2 三角堰槽的测流量原理
        3.1.3 三角堰槽的基本尺寸
    3.2 水样采集器的设计
        3.2.1 搅拌器
        3.2.2 导流盘
        3.2.3 收集装置
    3.3 步进电机的选型
    3.4 本章小结
第四章 控制系统硬件选型和软件开发
    4.1 系统总体设计原则
        4.1.1 硬件选型原则
        4.1.2 软件开发原则
    4.2 系统开发语言及开发环境
    4.3 电源模块的选型
    4.4 数据采集模块的选型
        4.4.1 单片机的选型
        4.4.2 超声波传感器的研究
            4.4.2.1 超声波传感器测距原理
            4.4.2.2 超声波测距模块的选型
        4.4.3 液晶显示模块的选型
    4.5 数据采集模块的软件开发
        4.5.1 串口初始化程序设计
        4.5.2 超声波测距模块的软件开发
        4.5.3 液晶显示模块的软件开发
    4.6 E~2PROM存储器读写程序设计
    4.7 水样采集器的工作流程设计
    4.8 本章小结
第五章 采样系统试验与数据分析
    5.1 超声波明渠流量计流量系数标定试验
        5.1.1 试验准备
        5.1.2 标定试验
        5.1.3 试验验证
        5.1.4 一元非线性回归分析
    5.2 水样采集器采集试验
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 本文创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
求学期间研究成果
附录



本文编号：3514229