專利名稱：一種溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水流溫度測量，具體是一種計算機(jī)控制的溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
溫排水模型試驗是水利科研物理模型試驗的一種特殊形式，它主要研究火/核發(fā)電廠取排水口附近表層溫水?dāng)U散的溫度場、特征流量的垂線溫升分布，以及溫排水對生態(tài)環(huán)境的影響?？梢詾榛?核電廠水環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、溫排水排放的有效管理及生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供理論依據(jù)。水流溫度測量是溫排水模型試驗的重要參數(shù)，也是過程控制的參量。因此，快速、 準(zhǔn)確地測量模型的溫排水流溫度，先進(jìn)與實用的水流溫度測量設(shè)備是開展溫排水模型試驗研究的前提與必要保證。現(xiàn)有的溫排水模型試驗水溫測量一般需要幾十個甚至幾百個溫度傳感器，且傳感器多為模擬量信號轉(zhuǎn)換，測量系統(tǒng)硬件多而且復(fù)雜，需要使用大量的電纜，進(jìn)而影響測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)，為全數(shù)字化方案，采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，可減少系統(tǒng)的電纜數(shù)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性，并且可以實現(xiàn)測量信號的自動同步記錄、顯示和存儲。本發(fā)明提供一種溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)，包括采集模塊及與所述采集模塊連接的多根數(shù)字化測溫電纜，每根數(shù)字化測溫電纜上連接有多個測溫電纜連接器，所述電纜連接器與封裝有數(shù)字溫度傳感器的測溫桿連接，所述采集模塊通過所述測溫電纜采集所述測溫桿中數(shù)字溫度傳感器測得的溫度信號，然后將采集的所述溫度信號通過隔離通訊轉(zhuǎn)換器傳送給計算機(jī)進(jìn)行如下實時數(shù)據(jù)分析根據(jù)設(shè)定實時顯示每個測溫桿的溫度，對接收的溫度信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后生成溫度——時間曲線、水平等溫線、垂直等溫線的曲線圖并進(jìn)行實時顯示，所述溫度——時間曲線用于直觀顯示被測位置水流溫度隨時間變化的過程，所述水平等溫線用于獲得被測位置附近表層溫水?dāng)U散的溫度場，所述垂直等溫線用于獲得被測位置附近沿水深溫水?dāng)U散的溫度場，根據(jù)溫度——時間曲線、水平等溫線、 垂直等溫線的曲線圖為環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、溫排水排放的有效管理及生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供理論依據(jù)。本發(fā)明實施例采用數(shù)字化溫度傳感器進(jìn)行水溫測量，信號功能電路模塊化，在一根數(shù)字化測溫電纜上連接有多個數(shù)字溫度傳感器，即多個數(shù)字溫度傳感器可共用一根數(shù)字化測溫電纜，可以在進(jìn)行多點水溫測量時大幅減少電纜的使用，具有連接方便、應(yīng)用經(jīng)濟(jì)等特點；采集的所述溫度信號通過隔離通訊轉(zhuǎn)換器傳送給計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以實時測量并顯示各測溫桿的溫度，方便測量人員對測量的多點水溫進(jìn)行數(shù)據(jù)實時分析，方便模型現(xiàn)場以及野外測量。


圖1是本發(fā)明溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)應(yīng)用在測量模型中的俯視示意圖；圖3是圖2中采集模塊與數(shù)字溫度傳感器之間連接結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖。圖中1-測溫桿，2-測溫電纜連接器，3-數(shù)字化測溫電纜，4-采集模塊，5-隔離通訊轉(zhuǎn)換器，6-計算機(jī)，7-水池。
具體實施例方式下面結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。圖1所示為本發(fā)明溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)包括采集模塊4及與所述采集模塊4連接的多根數(shù)字化測溫電纜3，每根數(shù)字化測溫電纜3上連接有多個測溫電纜連接器2，電纜連接器2與封裝有數(shù)字溫度傳感器的測溫桿1 (如圖3所示)連接，采集模塊4通過測溫電纜3將測溫桿 1中數(shù)字溫度傳感器測得的溫度信號，通過隔離通訊轉(zhuǎn)換器5傳送給計算機(jī)6進(jìn)行實時數(shù)據(jù)分析處理。本發(fā)明實施例采用測溫桿1來進(jìn)行水溫測量，在一根數(shù)字化測溫電纜3上連接有多個測溫桿1，即多個測溫桿1可共用一根數(shù)字化測溫電纜3，可以在進(jìn)行多點水溫測量時大幅減少電纜的使用，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性，其結(jié)構(gòu)簡單、測溫精度高、連接方便、 應(yīng)用經(jīng)濟(jì)；采集的所述溫度信號通過隔離通訊轉(zhuǎn)換器5傳送給計算機(jī)6進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以實時測量并顯示各測溫桿1的溫度，方便測量人員對測量的多點水溫進(jìn)行數(shù)據(jù)實時分析。請結(jié)合圖2和圖3，是本發(fā)明溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)應(yīng)用在測量模型中的俯視示意圖，本實施例以水池為測量模型進(jìn)行說明。本實施例所述采集模塊4可拉出8根測溫電纜3，每根測溫電纜3上可掛接32個測溫電纜連接器2，每個測溫電纜連接器2連接一個測溫桿1，所述測溫桿1的末端封裝有數(shù)字溫度傳感器，本實施所述溫度傳感器為一線總線制數(shù)字化溫度傳感器，所述測溫電纜連接器2可采用型號為AMP Econoseal J Series[Mark II]的連接器或其他符合要求的連接器，所述測溫電纜3可采用護(hù)套屏蔽信號電纜或屏蔽網(wǎng)線，通訊線纜可采用護(hù)套屏蔽信號電纜或雙絞線，長度可達(dá)1200m，實現(xiàn)測量的溫度信號的遠(yuǎn)程傳輸。所述測溫桿1、測溫電纜3和測溫電纜連接器2的數(shù)量可根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置， 在此所舉出的實施例不作限制。測量時，將所述測溫電纜3按照實際測量要求布置在水池7上，本實施例中多根測溫電纜3之間呈平行排列在水池7上。通過測溫電纜連接器2與所述測溫電纜3連接的測溫桿1插入待測水位即可開始進(jìn)行水溫測量。系統(tǒng)測溫范圍0°C +85°C ；測量顯示精度0. rc 士0. rc ；顯示分辨率0. 01°Co所述測溫桿1將測量的溫度信號，通過測溫電纜3傳送給采集模塊4，經(jīng)排序和緩存后將采集的溫度信號通過隔離通訊轉(zhuǎn)換器5和RS485通訊線纜傳送給遠(yuǎn)端的計算機(jī)6。在所述計算機(jī)6上安裝有自編專用測溫軟件，可控制系統(tǒng)完成溫度數(shù)據(jù)采樣及處理。所述專用測溫軟件可對計算機(jī)6接收的溫度信號實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采樣處理，并按要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移、存儲、顯示以及圖形、表格的輸出，例如根據(jù)要求可繪制溫度——時間曲線、 水平等溫線、垂直等溫線等曲線圖并進(jìn)行實時顯示。具體的，所述測溫程序界面包括測溫桿溫度讀數(shù)、溫度時間曲線、水平等溫線、垂直等溫線四個標(biāo)簽化菜單，它們同時顯示在程序主界面上，試驗者可用鼠標(biāo)在這四個選項中進(jìn)行切換。進(jìn)入程序后首先點擊菜單設(shè)定、參數(shù)設(shè)定，打開參數(shù)設(shè)置對話框，選擇串口，此時計算機(jī)與測溫模塊(包括采集模塊4、數(shù)字化測溫電纜3，測溫電纜連接器2及測溫桿1) 連接，測溫系統(tǒng)開始工作；計算機(jī)讀取測溫模塊參數(shù)，顯示通道狀態(tài)及傳感器數(shù)目，并對傳感器進(jìn)行編號，確定測溫桿1的編號與測溫點對應(yīng)的位置，方便測量人員了解系統(tǒng)工作狀態(tài)及控制操作；然后點擊采樣。完成上述過程即已完成了全部設(shè)定，測溫程序開始根據(jù)設(shè)定，實時測量顯示每個測溫桿的溫度，并按操作人員設(shè)定的采樣時間間隔不斷刷新，同時計算機(jī)將水溫測量值自動保存在設(shè)定的文件夾中，測溫數(shù)據(jù)以文件的形式自動保存，方便查閱。所述測溫軟件對計算機(jī)接收的溫度信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后生成溫度——時間曲線、 水平等溫線、垂直等溫線等曲線圖并進(jìn)行實時顯示，其中溫度——時間曲線用于直觀顯示被測位置(例如火/核發(fā)電廠取排水口)水流溫度隨時間變化的過程；水平等溫線用于獲得所測河流水面火/核發(fā)電廠取排水口附近表層溫水?dāng)U散的溫度場，了解水流溫度變化的影響范圍和溫度變化的幅度，以便采取何種措施最大限度減少這種影響；垂直等溫線用于獲得所測被測位置附近沿水深溫水?dāng)U散的溫度場，了解特征流量的垂線溫升分布、不同水深的水流溫度變化及幅度。溫排水模型試驗通過測量模擬的河流和溫排水流的溫度，計算機(jī)測量程序按設(shè)置要求進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以獲得溫度——時間曲線、水平等溫線、垂直等溫線參數(shù)，為火/核電廠水環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、溫排水排放的有效管理及生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供理論依據(jù)，為取排水口工程設(shè)計提供依據(jù)。本發(fā)明還適用于其它類型的水溫測量，例如江河湖泊、水庫、水渠的水溫測量。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)，其特征在于包括采集模塊(4)及與所述采集模塊(4)連接的多根數(shù)字化測溫電纜(3)，每根數(shù)字化測溫電纜C3)上連接有多個測溫電纜連接器O)，所述電纜連接器( 與封裝有數(shù)字溫度傳感器的測溫桿(1)連接，所述采集模塊(4)通過所述測溫電纜( 采集所述測溫桿(1)中數(shù)字溫度傳感器測得的溫度信號，然后將采集的所述溫度信號通過隔離通訊轉(zhuǎn)換器( 傳送給計算機(jī)(6)進(jìn)行如下實時數(shù)據(jù)分析根據(jù)設(shè)定實時顯示每個測溫桿(1)的溫度，對接收的溫度信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后生成溫度——時間曲線、水平等溫線、垂直等溫線的曲線圖并進(jìn)行實時顯示，所述溫度——時間曲線用于直觀顯示被測位置水流溫度隨時間變化的過程，所述水平等溫線用于獲得被測位置附近表層溫水?dāng)U散的溫度場，所述垂直等溫線用于獲得被測位置附近沿水深溫水?dāng)U散的溫度場，根據(jù)溫度——時間曲線、水平等溫線、垂直等溫線的曲線圖為環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價、溫排水排放的有效管理及生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供理論依據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)，其特征在于所述測溫桿(1)中的數(shù)字溫度傳感器采用一線總線制的數(shù)字化溫度傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)，其特征在于所述一線總線制的數(shù)字化溫度傳感器采用型號為DS18B20的數(shù)字化溫度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種溫排水模型多點水流溫度同步測量系統(tǒng)，包括采集模塊及與所述采集模塊連接的多根數(shù)字化測溫電纜，每根數(shù)字化測溫電纜上連接有多個測溫電纜連接器，所述電纜連接器與封裝有數(shù)字溫度傳感器的測溫桿連接，所述采集模塊通過所述測溫電纜采集所述測溫桿中數(shù)字溫度傳感器測得的溫度信號，然后將采集的所述溫度信號通過隔離通訊轉(zhuǎn)換器傳送給計算機(jī)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)分析。本發(fā)明實施例采用數(shù)字化溫度傳感器進(jìn)行水溫測量，在一根數(shù)字化測溫電纜上連接有多個數(shù)字溫度傳感器，可以在進(jìn)行多點水溫測量時大幅減少電纜的使用，具有連接方便、應(yīng)用經(jīng)濟(jì)等特點；可以實時測量并顯示各測溫桿的溫度，方便測量人員對測量的多點水溫進(jìn)行數(shù)據(jù)實時分析。
文檔編號G01K7/00GK102243114SQ201010175980
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者吳新生, 姚仕明, 廖小永, 張細(xì)兵, 林木松, 范北林, 金琨, 黃衛(wèi)東 申請人:長江水利委員會長江科學(xué)院