[00783853]黄河含沙量在线检测系统

黄河是世界上最复杂、最难治理的河流之一。高含沙量是黄河显著特点，也是引发频繁灾害的原因之一。针对黄河含沙量高、变幅大、至今没有一套快速准确的含沙量实时检测系统等实际问题，该项目组自2006年开始自主开展黄河含沙量检测的研发工作，2008年后相继得到4个项目的资助。经过多年攻关，在黄河含沙量检测方法、多传感器数据融合处理和测量系统的配套技术等方面取得了重要成果，研发的黄河含沙量在线检测系统解决了黄河含沙量的实时精确检测问题。1.主要技术内容（1）首次引入电容式差压方法检测黄河含沙量，研究了电容差压测量含沙量技术及电容差压传感器软硬件设计配套技术等，研制出基于电容差压技术的含沙量传感器，为解决黄河含沙量检测难题提供了一种新的方法。（2）提出多量程含沙量检测技术，分高低含沙量程进行检测，满足了黄河含沙量高、变幅宽的量测要求，解决了黄河含沙量实际测量的难题。（3）深入研究和探讨了影响黄河含沙量检测的因素，提出将水体温度、流速、测点深度作为黄河含沙量检测的主要环境影响参数。（4）设计了一套基于PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器）的含沙量自动化检测系统，可在现场通过触摸屏进行显示和操作。（5）建立了含沙量检测与水温、水深、流速的关联模型，研究了多传感器数据融合方法，提高了检测精度和稳定性，避免了单一设备检测的局限性。（6）建立了基于组态监控软件的含沙量信息系统，可以对含沙量、温度、深度和流速等进行实时在线监测、存储和传输，以仿真界面的形式直观地、实时地显示自动监测系统运行的工作状态，并可对黄河含沙量进行时空分析和预测等。2.授权的知识产权情况获得了1项国家发明专利和1项实用新型专利。3.技术经济指标本成果整体测量的相对误差在3%的范围内，满足工程测量要求。测量含沙量的量程在0kg/m3～500kg/m3；传感器倾斜度≤34°；测点水流速度≤0.4m/s；水温范围：0℃～45℃；测点深度30m。与同类产品相比，该成果量程宽、稳定性好，较适合黄河流域库区含沙量检测。4.应用推广及效益情况：该成果应用于黄委会黄河水利科学研究院、河南省人民胜利渠管理局、河南中原黄河工程有限公司等单位的科研、生产管理和设计施工中，直接经济效益达3420万元。该成果对黄河水沙输移规律研究、治黄实践、黄河大堤积淤固堤工程、水利水电施工和灌区的科学决策具有重要意义。该项目的研究成果经省级鉴定，专家一致认为该成果在同类研究中达到国内领先水平。发表相关论文14篇，其中EI收录5篇；获河南省教育厅科技进步奖1项，河南省自然科学优秀论文奖6项；培养硕博士研究生10名，本科生45名。