论文部分内容阅读
摘要：本文首先分析研究了水利工程模型试验概况、水利工程模型试验量测技术和仪器设备以及水利工程模型试验量测技术的发展，然后提出了处理工程技术难题所采取的手段和方法，本文是一些自己的观点，望能为同行提供一定的参考。
关键词：量测技术； 仪器设备； 水工模型试验；
前言
为适应水利事业的发展形势， 从事水利工程模型试验量测技术的工程技术人员和研究工作者从深度和广度两个方面开展了大量的工作， 通过多种测试技术的集成和整合解决复杂的工程技术难题， 并紧密结合实际研究开发新仪器和新技术， 为水利工程建设、水利工程管理和基础研究等提供新技术、新仪器、新设备和先进的自动化管理系统， 为我国水利、水电、水运事业的重大基础研究、高技术发展和社会公益研究提供可靠的科学依据， 为我国国民经济的可持续发展提供强有力的支撑，本文在此谈了谈自己的一些看法。
一、模型试验概况分析
我国大多数河流因种种原因尚缺乏完全彻底的治理， 山区河流水情复杂， 平原河道河势不稳， 冲淤变化剧烈， 水流含沙量较大。因此，全面规划、综合治理、合理开发、统一管理是现代水利工程的重要研究内容， 大量的实际工程与理论问题急需进行专题研究。例如， 航道整治与河流水资源综合开发利用的关系、不同类型河道整治原则、整治技术参数与方案措施的确定、各类整治建筑物的绕流、冲刷及其稳定性、新型整治工程技术的开发、河口海岸防洪与水土资源综合开发利用、海岸风暴潮灾害防治对策等课题都迫切需要进行科学研究。
二、模型试验量测技术和仪器设备分析
1、模型试验基础设施和专用设备有试验厅、供水系统、供电与接地系统、生潮系统、生波系统、波浪水槽和水池等。
2、模型试验流速测量的仪器设备主要有： 毕托管流速仪、旋浆流速仪（ 电阻式旋浆传感器、电感式旋浆传感器、光电式旋浆传感器、光电式旋浆流速仪、LGY—Ⅱ型智能流速仪、L GY—Ⅲ型多功能智能流速仪等） 、旋桨流速流向仪（ 旋浆式流速流向仪、CSY—Ⅲ型流速流向仪） 、热阻式流速仪（ 热阻式流速仪、热线流速仪） 、电磁流速仪（ VM- 801HA 型电磁流速仪、P- EM S电磁流速仪、F LO- M AT E2000型电磁流速仪） 、声学多普勒流速仪、激光流速仪、粒子图像测速系统（ VDMS 流场实时测量系统、POW-ERVIEW立体PIV系统） 等。
3、模型试验流量测量的仪器设备主要有： 量水堰（ 三角堰、矩形堰、复式堰） 、压差式流量计（ 文杜里水计、LGB 型标准孔板管道流量计、托巴管流量计） 、V锥流量计、浮子流量计、电磁流量计（IFM型系列和 K300型系列电磁流量计、LDG 型电磁流量计、LD 型系列电磁流量计、E- mad E 型电磁流量计） 、涡轮流量计、涡街流量计、超声波流量计（ 1010系列时差式超声波流量计、ZCL- 1系列智能超声波流量计、Sp- 2系列智能超声波流量计、TDS- 100型超声波流量计、ADF M声学多普勒流量计） 、其它流量计（ 容积式水量计、T SK
档板式流量计、水量计时器、DSJ 系列电脑水量计） 等。
4、模型试验水位与波高测量的仪器设备主要有： 水位测针、水位仪（ 跟踪式水位仪、探测式水位仪、振动式水位仪、光栅式水位仪） 、波高仪和波高测量系统（ 电阻式波高仪、电容式波高仪、计算机波高测量系统） 、水位计（ 压力式水位计、WYG-Ⅱ型水位采集系统、WL 400压力式水位计、超声水位计、AWM S16 型超 声水 位 测量 系统、其它水位计 ）等。
5、模型试验含沙量和泥沙颗粒级配测量的仪器设备主要有： 含沙量测量（ 烘干称重法、比重瓶法、光电测沙仪、CYS—Ⅲ型智能测沙颗分仪、红外光电测沙仪、同位素测沙仪、激光测沙仪、其它测沙仪） 、泥沙颗粒级配测量（ 光电颗分仪、声波震动式粒度仪、离心沉降式颗分仪、激光粒度仪、LS—CWM 型激光粒度仪、Mastersizer 2000激光粒度分析仪）等。
6、模型试验压力测量的仪器和传感器主要有： 压力传感器（ 应变片式压力传感器、压电式压力传感器、总力传感器） 、计算机压力测量系统、应力应变测量（ 动态电阻应变仪、钢弦应变仪） 、六分量测量等。
7、模型试验地形测量的仪器设备主要有： 光电式地形仪、电阻式地形仪、超声波地形仪、跟踪式地形、超声地形自动测量系统、其他地形测量仪等。
8、模型试验测量误差与数据处理技术主要有： 测量误差及其发展（ 测量的概念、测量的发展） 、测量误差的基本概念（ 误差的定义、误差产生的原因、误差的分类） 、测量准确度的质量概述、数理统计基本理论（ 基本概念、随机变量及其分布、统计分布的特征值） 、常见误差分布（ 正态分布、其他常见误差分布、常用的统计量分布） 等。
9、计算机在模型测试中的应用技术主要有：计算机接口技术（ 计算机接口功能、常用接口、串行通信接口技术） 、计算机测试系统信号的输入（ 输入通道含义、输入通道的结构类型、信号调节） 、信号拾取和放大（ 信号拾取方法、模拟信号放大、信号的隔离和滤波） 、数字量的输入（ 开关量的输入、脉冲量的输入） 、模/ 数（ A/ D） 转换技术（ 模拟与数字信号特点、模/ 数转换过程、模/ 数转换原理、模/ 数转换器及其与单片机的接口） 、數据采集系统设计（ 数据采集系统的结构、单片机数据采集系统） 、计算机控制系统（ 计算机控制系统的组成、计算机控制系统的硬件、计算机控制系统的软件） 、模型试验智能化、数字化、网络化系统（ 试验数据采集和控制系统、共用接口系统、网络系统、共用数据库系统、分析研究应用系统） 等。
三、结语
没有先进的量测仪器、量测技术和试验设备， 科学技术工作就不可能有新的发现和突破。我国“863计划”的第一建议人、中国科学院王大衍院士， 在他就加强量测仪器和设备的研究向中国科学院的报告中指出， 诺贝尔奖获得者中有70 %以上是与量测仪器、量测技术和研究设备的发展密切关联的。水利事业也是如此， 不管是兴利还是除害， 也不管是水利工程建设还是管理， 都越来越需要水利量测技术和仪器设备的创新与发展来支撑。随着水利事业的发展， 大型水利工程日益增多，在建和待建的大型水利工程由于工程本身的重要性和复杂化， 需要解决的技术难题越来越多。解决生产中重大技术难题的重要手段之一是物理模型试验。而在一些重要的模型试验中， 如果没有先进的量测仪器和量测技术以及这些量测技术的联合运作， 就不可能得到高质量的研究成果， 水利工程模型试验量测技术已成为不可或缺的技术手段。
参考文献：
[1] 蔡守允， 刘兆衡， 张晓红， 等. 水利工程模型试验量测技术[M ] .北京： 海洋出版社， 2008
[2] 蔡守允， 朱其俊， 张晓红， 等. 变坡水槽智能化控制系统研究与开发[ J]. 水利水电技术， 2007
[3] 蔡守允， 马启南， 朱其俊， 等. 农村水资源自动化测量系统研究[J]. 水利水电科技进展， 2007
[4] 蔡守允， 李恩宝. 应用于水利工程物理模型试验的旋浆流速仪[J]. 水利技术监督， 2008
[5] 蔡守允， 杨大明. 水利工程模型试验的计算机波高测量系统[J]. 水利水电科技进展， 2007
关键词：量测技术； 仪器设备； 水工模型试验；
前言
为适应水利事业的发展形势， 从事水利工程模型试验量测技术的工程技术人员和研究工作者从深度和广度两个方面开展了大量的工作， 通过多种测试技术的集成和整合解决复杂的工程技术难题， 并紧密结合实际研究开发新仪器和新技术， 为水利工程建设、水利工程管理和基础研究等提供新技术、新仪器、新设备和先进的自动化管理系统， 为我国水利、水电、水运事业的重大基础研究、高技术发展和社会公益研究提供可靠的科学依据， 为我国国民经济的可持续发展提供强有力的支撑，本文在此谈了谈自己的一些看法。
一、模型试验概况分析
我国大多数河流因种种原因尚缺乏完全彻底的治理， 山区河流水情复杂， 平原河道河势不稳， 冲淤变化剧烈， 水流含沙量较大。因此，全面规划、综合治理、合理开发、统一管理是现代水利工程的重要研究内容， 大量的实际工程与理论问题急需进行专题研究。例如， 航道整治与河流水资源综合开发利用的关系、不同类型河道整治原则、整治技术参数与方案措施的确定、各类整治建筑物的绕流、冲刷及其稳定性、新型整治工程技术的开发、河口海岸防洪与水土资源综合开发利用、海岸风暴潮灾害防治对策等课题都迫切需要进行科学研究。
二、模型试验量测技术和仪器设备分析
1、模型试验基础设施和专用设备有试验厅、供水系统、供电与接地系统、生潮系统、生波系统、波浪水槽和水池等。
2、模型试验流速测量的仪器设备主要有： 毕托管流速仪、旋浆流速仪（ 电阻式旋浆传感器、电感式旋浆传感器、光电式旋浆传感器、光电式旋浆流速仪、LGY—Ⅱ型智能流速仪、L GY—Ⅲ型多功能智能流速仪等） 、旋桨流速流向仪（ 旋浆式流速流向仪、CSY—Ⅲ型流速流向仪） 、热阻式流速仪（ 热阻式流速仪、热线流速仪） 、电磁流速仪（ VM- 801HA 型电磁流速仪、P- EM S电磁流速仪、F LO- M AT E2000型电磁流速仪） 、声学多普勒流速仪、激光流速仪、粒子图像测速系统（ VDMS 流场实时测量系统、POW-ERVIEW立体PIV系统） 等。
3、模型试验流量测量的仪器设备主要有： 量水堰（ 三角堰、矩形堰、复式堰） 、压差式流量计（ 文杜里水计、LGB 型标准孔板管道流量计、托巴管流量计） 、V锥流量计、浮子流量计、电磁流量计（IFM型系列和 K300型系列电磁流量计、LDG 型电磁流量计、LD 型系列电磁流量计、E- mad E 型电磁流量计） 、涡轮流量计、涡街流量计、超声波流量计（ 1010系列时差式超声波流量计、ZCL- 1系列智能超声波流量计、Sp- 2系列智能超声波流量计、TDS- 100型超声波流量计、ADF M声学多普勒流量计） 、其它流量计（ 容积式水量计、T SK
档板式流量计、水量计时器、DSJ 系列电脑水量计） 等。
4、模型试验水位与波高测量的仪器设备主要有： 水位测针、水位仪（ 跟踪式水位仪、探测式水位仪、振动式水位仪、光栅式水位仪） 、波高仪和波高测量系统（ 电阻式波高仪、电容式波高仪、计算机波高测量系统） 、水位计（ 压力式水位计、WYG-Ⅱ型水位采集系统、WL 400压力式水位计、超声水位计、AWM S16 型超 声水 位 测量 系统、其它水位计 ）等。
5、模型试验含沙量和泥沙颗粒级配测量的仪器设备主要有： 含沙量测量（ 烘干称重法、比重瓶法、光电测沙仪、CYS—Ⅲ型智能测沙颗分仪、红外光电测沙仪、同位素测沙仪、激光测沙仪、其它测沙仪） 、泥沙颗粒级配测量（ 光电颗分仪、声波震动式粒度仪、离心沉降式颗分仪、激光粒度仪、LS—CWM 型激光粒度仪、Mastersizer 2000激光粒度分析仪）等。
6、模型试验压力测量的仪器和传感器主要有： 压力传感器（ 应变片式压力传感器、压电式压力传感器、总力传感器） 、计算机压力测量系统、应力应变测量（ 动态电阻应变仪、钢弦应变仪） 、六分量测量等。
7、模型试验地形测量的仪器设备主要有： 光电式地形仪、电阻式地形仪、超声波地形仪、跟踪式地形、超声地形自动测量系统、其他地形测量仪等。
8、模型试验测量误差与数据处理技术主要有： 测量误差及其发展（ 测量的概念、测量的发展） 、测量误差的基本概念（ 误差的定义、误差产生的原因、误差的分类） 、测量准确度的质量概述、数理统计基本理论（ 基本概念、随机变量及其分布、统计分布的特征值） 、常见误差分布（ 正态分布、其他常见误差分布、常用的统计量分布） 等。
9、计算机在模型测试中的应用技术主要有：计算机接口技术（ 计算机接口功能、常用接口、串行通信接口技术） 、计算机测试系统信号的输入（ 输入通道含义、输入通道的结构类型、信号调节） 、信号拾取和放大（ 信号拾取方法、模拟信号放大、信号的隔离和滤波） 、数字量的输入（ 开关量的输入、脉冲量的输入） 、模/ 数（ A/ D） 转换技术（ 模拟与数字信号特点、模/ 数转换过程、模/ 数转换原理、模/ 数转换器及其与单片机的接口） 、數据采集系统设计（ 数据采集系统的结构、单片机数据采集系统） 、计算机控制系统（ 计算机控制系统的组成、计算机控制系统的硬件、计算机控制系统的软件） 、模型试验智能化、数字化、网络化系统（ 试验数据采集和控制系统、共用接口系统、网络系统、共用数据库系统、分析研究应用系统） 等。
三、结语
没有先进的量测仪器、量测技术和试验设备， 科学技术工作就不可能有新的发现和突破。我国“863计划”的第一建议人、中国科学院王大衍院士， 在他就加强量测仪器和设备的研究向中国科学院的报告中指出， 诺贝尔奖获得者中有70 %以上是与量测仪器、量测技术和研究设备的发展密切关联的。水利事业也是如此， 不管是兴利还是除害， 也不管是水利工程建设还是管理， 都越来越需要水利量测技术和仪器设备的创新与发展来支撑。随着水利事业的发展， 大型水利工程日益增多，在建和待建的大型水利工程由于工程本身的重要性和复杂化， 需要解决的技术难题越来越多。解决生产中重大技术难题的重要手段之一是物理模型试验。而在一些重要的模型试验中， 如果没有先进的量测仪器和量测技术以及这些量测技术的联合运作， 就不可能得到高质量的研究成果， 水利工程模型试验量测技术已成为不可或缺的技术手段。
参考文献：
[1] 蔡守允， 刘兆衡， 张晓红， 等. 水利工程模型试验量测技术[M ] .北京： 海洋出版社， 2008
[2] 蔡守允， 朱其俊， 张晓红， 等. 变坡水槽智能化控制系统研究与开发[ J]. 水利水电技术， 2007
[3] 蔡守允， 马启南， 朱其俊， 等. 农村水资源自动化测量系统研究[J]. 水利水电科技进展， 2007
[4] 蔡守允， 李恩宝. 应用于水利工程物理模型试验的旋浆流速仪[J]. 水利技术监督， 2008
[5] 蔡守允， 杨大明. 水利工程模型试验的计算机波高测量系统[J]. 水利水电科技进展， 2007