吸泥船输沙量远程计量系统

任务来源：

技术领域：水利工程建设与管理

技术来源：自主研发。

技术原理

（1）吸泥船流量测量采用电磁流量计，是根据法拉第电磁感应定律组成的一种测量导电性液体体积流量的仪表。E-mag系列电磁流量计测量原理是法拉第电磁感应定律，传感器主要组成部分是：测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。它主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。包括酸、碱、盐等强腐蚀性的液体。
（2）自行研制的含沙量测量仪，通过输出管道定时采集泥浆，定时测量含沙量，实现了含沙量测量自动化。该测量仪的核心部分是由光源、CCD摄像头和图像处理设备组成图像处理系统。玻璃管是用来乘放被测量的含沙水，而由电机和电磁阀及其控制信号组成控制玻璃管内水量的控制系统。机器视觉涉及到多个学科，“机器视觉是通过光学装置和非接触传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像，以获得所需信息或用于控制机器运动的装置。”
（3）基于无线的吸泥船远程核算系统中无线传输模块在整个系统中具有举足轻重的作用，其性能的好坏直接决定了无线数据传输的成功与否、数据的准确与否，这就要求系统必须对无线传输模块进行认真、细致的选择。

技术特色

（1）选用了电磁流量计对吸泥船的输泥管道流速和总流量进行实时测量。
（2）采用了图象处理技术，自行研制了含沙量测量仪，实现了含沙水输送管中水流量的自动测量。
（3）运用了无线传输技术，选择了无线传输系统把含沙水输水管的流速、流量和含沙量等各种参数及时传输到项目部控制中心。

技术指标

（1）精确度高,流量、含沙量误差±1%。
（2）测量时间短，流量即时测量，含沙量间隔≤30min。
（3）机器视觉图像清晰，可以达到亚像素。
（4）远程传输可实现借助GPRS网络无缝覆盖。

应用范围及前景

应用范围：应用于黄河放淤固堤的吸泥船施工管理工作中，将有利于加快黄河防洪工程施工进度，提高施工管理水平。通过进一步完善可以直接用于黄河下游引黄供水的远程计量和核算，还可以应用于黄河主河道来水来沙的测验等，具有很高的经济效益、社会效益和生态效益。同时，课题的成功经验也可以在疏浚、填塘、围海造地等水利工程项目中推广应用。
典型应用案例：
案例1：济南堤防加固和防浪林工程总淤沙量397万m³，8条吸泥船应用了此系统，相比其它的船只日均吸沙量增加了约210万m³。
案例2：淄博堤防加固工程第一标段总淤沙量237万m³，6条吸泥船应用了此系统，相比其它的船只日均吸沙量增加了约200m³。
案例3：聊城堤防加固工程第四标段总淤沙量163万m³，4条吸泥船应用了此系统，相比其它的船只日均吸沙量增加了约200m³。

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高国芳

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济南市黄河工程局

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