专利名称：一种温排水模型多点水流温度同步测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及水流温度测量，具体是一种计算机控制的温排水模型多点水流温度同步测量系统。
背景技术：
温排水模型试验是水利科研物理模型试验的一种特殊形式，它主要研究火/核发电厂取排水口附近表层温水扩散的温度场、特征流量的垂线温升分布，以及温排水对生态环境的影响。可以为火/核电厂水环境监测、环境影响评价、温排水排放的有效管理及生态系统的保护提供理论依据。水流温度测量是温排水模型试验的重要参数，也是过程控制的参量。因此，快速、 准确地测量模型的温排水流温度，先进与实用的水流温度测量设备是开展温排水模型试验研究的前提与必要保证。现有的温排水模型试验水温测量一般需要几十个甚至几百个温度传感器，且传感器多为模拟量信号转换，测量系统硬件多而且复杂，需要使用大量的电缆，进而影响测量系统的稳定性和抗干扰性。

发明内容
本发明提供一种温排水模型多点水流温度同步测量系统，为全数字化方案，采用网络技术，结构简单，可减少系统的电缆数，提高系统的稳定性和抗干扰性，并且可以实现测量信号的自动同步记录、显示和存储。本发明提供一种温排水模型多点水流温度同步测量系统，包括采集模块及与所述采集模块连接的多根数字化测温电缆，每根数字化测温电缆上连接有多个测温电缆连接器，所述电缆连接器与封装有数字温度传感器的测温杆连接，所述采集模块通过所述测温电缆采集所述测温杆中数字温度传感器测得的温度信号，然后将采集的所述温度信号通过隔离通讯转换器传送给计算机进行如下实时数据分析根据设定实时显示每个测温杆的温度，对接收的温度信号经过数据处理后生成温度——时间曲线、水平等温线、垂直等温线的曲线图并进行实时显示，所述温度——时间曲线用于直观显示被测位置水流温度随时间变化的过程，所述水平等温线用于获得被测位置附近表层温水扩散的温度场，所述垂直等温线用于获得被测位置附近沿水深温水扩散的温度场，根据温度——时间曲线、水平等温线、 垂直等温线的曲线图为环境监测、环境影响评价、温排水排放的有效管理及生态系统的保护提供理论依据。本发明实施例采用数字化温度传感器进行水温测量，信号功能电路模块化，在一根数字化测温电缆上连接有多个数字温度传感器，即多个数字温度传感器可共用一根数字化测温电缆，可以在进行多点水温测量时大幅减少电缆的使用，具有连接方便、应用经济等特点；采集的所述温度信号通过隔离通讯转换器传送给计算机进行数据处理，可以实时测量并显示各测温杆的温度，方便测量人员对测量的多点水温进行数据实时分析，方便模型现场以及野外测量。


图1是本发明温排水模型多点水流温度同步测量系统的结构示意图；图2是温排水模型多点水流温度同步测量系统应用在测量模型中的俯视示意图；图3是图2中采集模块与数字温度传感器之间连接结构的侧视示意图。图中1-测温杆，2-测温电缆连接器，3-数字化测温电缆，4-采集模块，5-隔离通讯转换器，6-计算机，7-水池。
具体实施例方式下面结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。图1所示为本发明温排水模型多点水流温度同步测量系统的结构示意图，所述温排水模型多点水流温度同步测量系统包括采集模块4及与所述采集模块4连接的多根数字化测温电缆3，每根数字化测温电缆3上连接有多个测温电缆连接器2，电缆连接器2与封装有数字温度传感器的测温杆1 (如图3所示)连接，采集模块4通过测温电缆3将测温杆 1中数字温度传感器测得的温度信号，通过隔离通讯转换器5传送给计算机6进行实时数据分析处理。本发明实施例采用测温杆1来进行水温测量，在一根数字化测温电缆3上连接有多个测温杆1，即多个测温杆1可共用一根数字化测温电缆3，可以在进行多点水温测量时大幅减少电缆的使用，提高系统的稳定性和抗干扰性，其结构简单、测温精度高、连接方便、 应用经济；采集的所述温度信号通过隔离通讯转换器5传送给计算机6进行数据处理，可以实时测量并显示各测温杆1的温度，方便测量人员对测量的多点水温进行数据实时分析。请结合图2和图3，是本发明温排水模型多点水流温度同步测量系统应用在测量模型中的俯视示意图，本实施例以水池为测量模型进行说明。本实施例所述采集模块4可拉出8根测温电缆3，每根测温电缆3上可挂接32个测温电缆连接器2，每个测温电缆连接器2连接一个测温杆1，所述测温杆1的末端封装有数字温度传感器，本实施所述温度传感器为一线总线制数字化温度传感器，所述测温电缆连接器2可采用型号为AMP Econoseal J Series[Mark II]的连接器或其他符合要求的连接器，所述测温电缆3可采用护套屏蔽信号电缆或屏蔽网线，通讯线缆可采用护套屏蔽信号电缆或双绞线，长度可达1200m，实现测量的温度信号的远程传输。所述测温杆1、测温电缆3和测温电缆连接器2的数量可根据实际需要进行设置， 在此所举出的实施例不作限制。测量时，将所述测温电缆3按照实际测量要求布置在水池7上，本实施例中多根测温电缆3之间呈平行排列在水池7上。通过测温电缆连接器2与所述测温电缆3连接的测温杆1插入待测水位即可开始进行水温测量。系统测温范围0°C +85°C ；测量显示精度0. rc 士0. rc ；显示分辨率0. 01°Co所述测温杆1将测量的温度信号，通过测温电缆3传送给采集模块4，经排序和缓存后将采集的温度信号通过隔离通讯转换器5和RS485通讯线缆传送给远端的计算机6。在所述计算机6上安装有自编专用测温软件，可控制系统完成温度数据采样及处理。所述专用测温软件可对计算机6接收的温度信号实现温度数据采样处理，并按要求实现数据的转移、存储、显示以及图形、表格的输出，例如根据要求可绘制温度——时间曲线、 水平等温线、垂直等温线等曲线图并进行实时显示。具体的，所述测温程序界面包括测温杆温度读数、温度时间曲线、水平等温线、垂直等温线四个标签化菜单，它们同时显示在程序主界面上，试验者可用鼠标在这四个选项中进行切换。进入程序后首先点击菜单设定、参数设定，打开参数设置对话框，选择串口，此时计算机与测温模块(包括采集模块4、数字化测温电缆3，测温电缆连接器2及测温杆1) 连接，测温系统开始工作；计算机读取测温模块参数，显示通道状态及传感器数目，并对传感器进行编号，确定测温杆1的编号与测温点对应的位置，方便测量人员了解系统工作状态及控制操作；然后点击采样。完成上述过程即已完成了全部设定，测温程序开始根据设定，实时测量显示每个测温杆的温度，并按操作人员设定的采样时间间隔不断刷新，同时计算机将水温测量值自动保存在设定的文件夹中，测温数据以文件的形式自动保存，方便查阅。所述测温软件对计算机接收的温度信号经过数据处理后生成温度——时间曲线、 水平等温线、垂直等温线等曲线图并进行实时显示，其中温度——时间曲线用于直观显示被测位置(例如火/核发电厂取排水口)水流温度随时间变化的过程；水平等温线用于获得所测河流水面火/核发电厂取排水口附近表层温水扩散的温度场，了解水流温度变化的影响范围和温度变化的幅度，以便采取何种措施最大限度减少这种影响；垂直等温线用于获得所测被测位置附近沿水深温水扩散的温度场，了解特征流量的垂线温升分布、不同水深的水流温度变化及幅度。温排水模型试验通过测量模拟的河流和温排水流的温度，计算机测量程序按设置要求进行数据处理，以获得温度——时间曲线、水平等温线、垂直等温线参数，为火/核电厂水环境监测、环境影响评价、温排水排放的有效管理及生态系统的保护提供理论依据，为取排水口工程设计提供依据。本发明还适用于其它类型的水温测量，例如江河湖泊、水库、水渠的水温测量。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种温排水模型多点水流温度同步测量系统，其特征在于包括采集模块(4)及与所述采集模块(4)连接的多根数字化测温电缆(3)，每根数字化测温电缆C3)上连接有多个测温电缆连接器O)，所述电缆连接器( 与封装有数字温度传感器的测温杆(1)连接，所述采集模块(4)通过所述测温电缆( 采集所述测温杆(1)中数字温度传感器测得的温度信号，然后将采集的所述温度信号通过隔离通讯转换器( 传送给计算机(6)进行如下实时数据分析根据设定实时显示每个测温杆(1)的温度，对接收的温度信号经过数据处理后生成温度——时间曲线、水平等温线、垂直等温线的曲线图并进行实时显示，所述温度——时间曲线用于直观显示被测位置水流温度随时间变化的过程，所述水平等温线用于获得被测位置附近表层温水扩散的温度场，所述垂直等温线用于获得被测位置附近沿水深温水扩散的温度场，根据温度——时间曲线、水平等温线、垂直等温线的曲线图为环境监测、环境影响评价、温排水排放的有效管理及生态系统的保护提供理论依据。
2.如权利要求1所述的温排水模型多点水流温度同步测量系统，其特征在于所述测温杆(1)中的数字温度传感器采用一线总线制的数字化温度传感器。
3.如权利要求2所述的温排水模型多点水流温度同步测量系统，其特征在于所述一线总线制的数字化温度传感器采用型号为DS18B20的数字化温度传感器。
全文摘要
本发明提供一种温排水模型多点水流温度同步测量系统，包括采集模块及与所述采集模块连接的多根数字化测温电缆，每根数字化测温电缆上连接有多个测温电缆连接器，所述电缆连接器与封装有数字温度传感器的测温杆连接，所述采集模块通过所述测温电缆采集所述测温杆中数字温度传感器测得的温度信号，然后将采集的所述温度信号通过隔离通讯转换器传送给计算机进行实时数据分析。本发明实施例采用数字化温度传感器进行水温测量，在一根数字化测温电缆上连接有多个数字温度传感器，可以在进行多点水温测量时大幅减少电缆的使用，具有连接方便、应用经济等特点；可以实时测量并显示各测温杆的温度，方便测量人员对测量的多点水温进行数据实时分析。
文档编号G01K7/00GK102243114SQ201010175980
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者吴新生, 姚仕明, 廖小永, 张细兵, 林木松, 范北林, 金琨, 黄卫东 申请人:长江水利委员会长江科学院