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水文缆道缆道跨度
水文缆道是一种用于海洋观测的设施，它可以将各种传感器和仪器连接起来，实现对海洋环境的实时监测和数据采集。
而缆道跨度则是指水文缆道在海底的悬挂距离，也是评估水文缆道性能的重要指标之一。
水文缆道的作用非常重要，它可以帮助科学家们了解海洋环境的变化，包括海水温度、盐度、流速、海洋生物等等。
这些数据对于海洋资源的开发和保护都有着重要的意义。
而水文缆道的缆道跨度则是影响其性能的重要因素之一。
缆道跨度是指水文缆道在海底的悬挂距离，也就是缆道两端之间的距离。
缆道跨度越大，缆道的稳定性和可靠性就越高，同时也能够覆盖更广阔的海域，采集更多的数据。
但是，缆道跨度过大也会带来一些问题，比如缆道的自重会增加，需要更强的支撑力，同时也会增加缆道的成本和难度。
因此，在设计水文缆道时，需要综合考虑缆道跨度和其他因素，如海底地形、水流、风浪等等。
同时，还需要选择合适的缆道材料和结构，以确保缆道的稳定性和可靠性。
目前，常用的缆道材料包括钢缆、聚酰胺纤维、玻璃钢等等，不同的材料有着不同的优缺点，需要根据具体情况进行选择。
水文缆道是一种非常重要的海洋观测设施，缆道跨度是评估其性能
的重要指标之一。
在设计和建造水文缆道时，需要综合考虑各种因素，以确保缆道的稳定性和可靠性，同时也需要不断创新和改进，以满足不断增长的海洋观测需求。
水文缆道流量测验误差分析与控制措施发布时间：2022-09-26T02:35:07.527Z 来源：《科技新时代》2022年3月第5期作者：万永生刘沣墨[导读] 水文缆道是一种水文设备，主要是用来将水文测验仪器送到测验断面指定的位置，水文缆道万永生刘沣墨黄河水利委员会西峰水文水资源勘测局甘肃省庆阳市西峰区 745000摘要：水文缆道是一种水文设备，主要是用来将水文测验仪器送到测验断面指定的位置，水文缆道的结构形式通常以悬索式为主。
作为一项重要的流量测验设备，要想在使用过程中进一步提高流量测验精度、减少人力、提升测验的安全性，就必须要控制好测验误差。
从目前的实际情况来看，在水文缆道流量测验过程中经常会出现偏差，降低了测验精度，基于此本文将对水文缆道流量测验误差进行分析，并提出控制措施。
关键词：水文缆道；流量测验；误差与控制在水文缆道流量测验过程中，受测验仪器、测验人员以及自然条件的影响，无可避免的会产生测验误差，这无疑会降低测验的精度，因此在测验过程中控制好误差是极为重要的。
本文将根据测验仪器、测验方法以及人员操作上产生的误差开展分析，提出相关的控制措施，为有关人员提供一些参考，提高水文缆道流量测验的准确性。
一、水文缆道流量测验误差分析的意义伴随着社会经济的快速发展，工业、农业、生活方方面面都离不开水，满足发展的需要。
用水要讲究高产出、高效率，因此水文测验工作应运而生，在水文测验工作中，水文缆道流量测验是一项艰巨的任务，是一项复杂性的系统工程，工作难度较大，且存在一定的风险性，而且容易受测验人员、测验仪器、以及自然条件的影响在测验过程中产生误差。
此外有很多地区的河流洪水期水流速度较快，流量较大，洪水过程呈现暴涨暴落的状态，尤其在北方地区极为常见。
这样一来相关人员在开展水文缆道流量测验时，就会耗费较大的精力，而且安全性较低，极容易产生测验误差，最终降低测验精度，因此对水文缆道流量测验的误差进行深入分析具有一定的现实意义。
水文缆道安装专项施工方案1. 项目背景水文缆道安装是指在水文测量、监测等工程中，为了方便传输各种水文数据，通过铺设缆道的方式进行。
水文缆道安装具有安全、准确、高效的特点，为水文工程提供了重要的技术支持。
本文档将详细介绍水文缆道安装的施工方案，包括施工准备、设备与材料、施工步骤等内容，以确保水文缆道安装工程的顺利进行。
2. 施工准备2.1 项目组织与人员安排安装水文缆道需要由一支专业的施工队伍来进行。
项目组织应包括项目经理、技术负责人、施工人员以及安全负责人等角色。
各个职责的具体安排如下：•项目经理：负责协调整个项目的施工进度、人员与物资的调配等工作；•技术负责人：负责整个安装工程的技术指导与质量控制；•施工人员：按照安装方案进行实际施工工作；•安全负责人：负责施工现场的安全管理，确保施工过程的安全性。
2.2 设备与材料准备在进行水文缆道安装的施工过程中，需要准备一些必要的设备与材料。
具体的设备与材料清单如下：•缆道：选择适当材质和规格的缆道，具备良好的耐候性和抗腐蚀性；•固定材料：使用合适的固定材料，如胶水、螺丝等，来固定缆道；•工具：常用工具包括电锯、钳子、打孔器等；•安全设备：包括安全帽、安全鞋、防护眼镜等。
3. 施工步骤3.1 现场勘察与定位在施工前，需要对安装水文缆道的现场进行仔细的勘察与定位。
根据实际情况确定缆道的铺设方向、长度以及固定位置等参数。
3.2 缆道安装3.2.1 缆道铺设按照预定的方向和长度，在地面上预先敷设好缆道，并保证缆道的平整度和直线度。
将缆道固定在地面上，以确保后续的施工不受干扰。
3.2.2 缆道连接根据实际需要，在缆道中安装连接器，连接各个缆道段，并确保连接牢固、接触良好。
3.3 安装与调试3.3.1 传感器安装根据水文监测需求，在缆道上适当位置安装水文监测传感器，并确保传感器与缆道的连接可靠。
3.3.2 设备连接与调试将缆道连接至数据采集设备或监测系统，并进行相应的调试和测试，确保数据传输的准确性和稳定性。
电动缆道无线信号系统原理作者：王庆礼来源：《中国新技术新产品》2013年第04期摘要：电动缆道是水文测验的常用设施，但传统缆道的信号传输系统影响因素太多，常常导致信号中断，影响缆道的正常使用，极大制约了电动缆道的发展。
为此，迫切需要一种高效、稳定的信号传输装置，使电动缆道能在水文测验中发挥更大的作用。
关键词：缆道；信号；发射机；原理中图分类号：O45 文献标识码：A1 电动缆道测流原理电动缆道是常用的流量测验设施，在测验断面架设过河主索道，悬挂铅鱼，把流速仪固定在铅鱼上，在水平循环钢索及垂直钢索的作用下，使铅鱼在水平及垂直方向运动，从而实现流速仪在断面的各个点实施测速。
测速信号传输路径是：流速仪的接线柱--拉偏索--小行车滑轮--信号线--音响器--另一根信号线--电动绞车外壳--垂直起重索卷轴--起重索--流速仪上的另一个接线柱，从而构成闭合回路。
当流速仪开关接通时，音响器（或电铃）就会发出响声，完成对流速信号的测量。
2 电动缆道测流量存在的问题一次完整的流量测验，不只是单单测量流速，还要测量出河道断面不同位置的水深，从而计算出过水断面面积，再配合在不同点测得的流速再算出断面平均流速，最后乘以断面面积得到流量，这才是测流的真正目的。
要完成以上目的，就需要缆道设备能够测量水深。
铅鱼入水和到达河底时都要有信号发出，在两个信号期间钢丝下放的长度就是水深。
但是在缆道设备中，通过拉偏索及起重索传递信号，只有一个回路，也就是说只能传递三个直流开关信号（水面信号、河底信号、流速仪信号）中的一种信号。
利用上述设备同时传递三种信号，几乎是不可能的。
一直到目前，大部分缆道都只传输流速信号，并且只测量水面流速，通过水面流速粗略地计算出流量，这样产生的误差很大。
另外还存在一个很严重的问题，就是传递信号的路径必须要经过拉偏索上端的小行车滑轮，通过滑轮与副索形成电流通路，但滑轮是滚动的，常因滑轮及副索生锈而使信号中断，不能使用。
一种水文缆道测验系统的设计和实现
一种水文缆道测验系统的设计和实现
缆道测流是根据我国国情独创的一种测流方式，特别适用于测流断面容易变化的天
然河床的断面面积和平均流速的测量，是目前其它测流方法不可取代的。
水文缆道测验本身，是一个复杂空间系的动态变化过程，如缆道弹跳、机械运动惯性，流速的变化等因素都影响流量测验的精度，而且是一个随机变量，把这些主要变量建立成数学模型，编制相应的程序，输入微机，由微机自动运算调整，而得到正确的结果，这样就会大大提高水文测验的精度，又能及时地提供成果资料。
经过近50年的发展，水文测流已形成以缆道测流为主，特别是缆道测流技术，近几年发展迅速，基本可形成标准化建设的条件，如缆道架设已从多样化发展到基本采用开口游轮省力方式；水文绞车已从手摇、皮带联连到滑差调速电动驱动、直流伺服电机驱动到与交流变频调速配套使用的普通交流异步电机驱动绞车；缆道信号从直流有线、交流有线、交流无线和无线电信号发展到缆道综合信号的地回路传输方式；流速测算已从电铃、音响记数和自记计数、计时计数和流速直接测算到直接整算流量成果报表；起点距和入水深测量已从绳结测量、绳长计数测量到具有垂弧度自动修正的实距测量；行车控制也由手动、电动、滑差调速到直流可控硅调速发展打今天的交流变频调速；总的绕道测流系统也由手动到半自动发展到全自动控制测流系统。
1系统构成
系统框图。
采用AT89S8252单片机。
由于河道测验的数据量大且运算比较复杂，而单片机内部的存
储器容量有限。
故增加外部存储器RAM6116和ROM6264.外部信号的输入采集接口是以多路A/D片ADC0809为核心，将缆道信号和水位信号送到单片机P1口和P3口承担其他输入、输出信号的接口。
下面根据水文测验的特点，介绍主要的接口电路和工作过程。
1.1ADC0809接口电路
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，ADC0809的主要特性：
1.它是具有8路模拟量输入、8位数字量输出功能的A/D转换器。
2.转换时间为100μs.
3.模拟输入电压范围为0V~+5V,不需零点和满刻度校准。
4.低功耗，约15mW.
他将电传水位计的水位变化信号和缆道送来的流速、偏角、水面水底信号经变换后传送到单片机。
该接口具有电路简单、稳定可靠、抗干扰强等特点。
1.1.1水位信号的获取
电传水位计是用来监测水位的变化，为了获取水位信号对电传水位计的传感器部分进行了改造。
在传感器内部增加了干簧继电器J3,J4,J5,取消内部电池而直接由系统供电。
电阻R5~R8组成分压器，分压器输出到ADCIN2口电路。
当水位变化时浮子随之升降，浮子升降3cm,传感器内部的磁钢旋转一周，即每变化1cm有一个干簧继电器会通断一次。
J3,J4,J5分别吸合时IN2口的电压分别为1.6V,2.5V,3.2V左右，无继电器吸合时IN2口电压为+5V.根据ADCIN2口的电压数值可以判断是哪个干簧继电器通断，由IN2端电压变化规律可以知道水位的上升或下
降，图3中（a）为上升，（b）为下降。
1.1.2水面水底信号的获取
进行垂线水深测量时，铅鱼运行到河道断面的指定垂线位置后开始下降，一旦铅鱼接触水面
则启动水深计数器开始水深计数，当铅鱼继续下降接触水底时，水底开关闭合停止计数，该计数值即为本条垂线的水深初值。
工作过程如下：在铅鱼下降过程中单片机不断地读取ADCIN1口电压，铅鱼入水前继电器J1,J2处于常闭位置，ADC0809输入端IN1的电压是由R3,R4分压
决定为2.5V,一旦铅鱼接触水面+5V电压通过水下极板→河水→铅鱼→副索1→ADC0809使IN1端电压上升到3V以上。
单片机根据IN1口的电压判断铅鱼已接触水面启动水深计数，同时令P3.4输出高电平继电器J1接通常开触点，由电路图可知河水电阻与R4并联使IN1口的电压为1.5V左右。
当铅鱼继续下降直到接触河底，河底开关K2被压通，铅鱼内部4.5V电池E1接入电路中ADCIN1口电压下降到0V以下，单片机判断已达到河底
停止水深计数并通过P1口输出信号使水深电动机停止运行。
1.1.3偏角信号的获取
悬索缆道配有专门的偏角仪，用来修正水流导致铅鱼不能垂直下降到水底而产生的水深测量误差。
偏角仪可以测量出铅鱼受水流影响偏离正常位置的角度，再根据偏角的大小通过查表或公式计算来修正水深误差。
人工测量是用眼睛根据偏角仪的刻度估测偏角的大小，误差较大。
我们对偏角仪稍做改动增加一个电位器W1和相应的电路，通过机械联动装置将偏角的位移转换成电位器的转动从而改变W1的阻值，利用副索2将因偏角变化导致的电压变化送到ADCIN0口。
考虑到野外工作的特殊性，采用性能稳定密封性好的线绕电位器，由于IN0口的电压变化与偏角之间不是线性关系用软件查表方式确定偏角值。
为了减少机械位移、缆索电阻等因素的影响，实际操作时当铅鱼未入水时测一次偏角作基准，达到水面和水底时分别测一次水面偏角和水底偏角，经修正后即得到较精确的偏角值。
1.1.4流速信号的获取
流速的测量是由流速仪完成，测量流速时继电器J1,J2均接通常开触点-5V电压加于水下极板，K1为流速仪内部开关，流速仪每转动一圈K1通断一次。
K1断开时ADCIN0口的电压为1.5V左右，K1接通后ADCIN0口的电压变化大于0.5V,只要监测IN0口的电压差就可以判断流速仪的转动情况。
实际测量中IN0口的电压差大小与测点垂线的距离和水质有关，距离越大电压差越小，在150m的河道中流速信号的电压差大于0.5V.用ADC0809监测流速信号，当VREF=5V时分辨率为0.02V足以区别流速仪的转动，考虑到某些不确定的干扰因素将电压差的分辨率定在0.1V,可以满足一般中、小河道的测验要求。
对于较宽的河道可以通过改进电路或提高工作电压的方法来增加电压差。
与PC机通信接口等部分组成的接口信息如：（1）行程信号如水深、水平距离；
（2）水位信号；
（3）输出控制信号用来控制电动机进行正转、反转、停止，使铅鱼按要求运动做定点测量。
接口电路，电路充分利用ADC0809多路模数变换器将复杂的接口信息转换成数字信号。
同时还利用光电门将工作索行程（水深和水平距离的移动）转换成电脉冲信号，送到ATMEL89单片机进行处理、显示、控制完成自动测验。
1.2行程信号的获取接口电路
铅鱼的行程信号包括铅鱼水平往返移动的行程信号，和铅鱼测量水深时垂直移动的水深信号。
位移信号的获取。
他是由加装在机械传动装置上的切光板和光电门获得。
设计为缆索每移动1cm 切光板遮光一次，光电门产生一个脉冲。
水深和往返信号分别从光敏二极管D3,D4上取出，经
过异或门后加到单片机P3.2外部中断0输入端，每移动1cm产生一个中断，中断服务程序可以区别铅鱼此时作水平往返移动还是垂直移动，两者只取其一。
1.3其他电路部分
P1口的输入功能是从控制面板读入操作命令和初始化数值，输出功能是输出控制信号。
一是控制行程电动机正、反转和停机，使铅鱼按测验要求进行垂直和水平运动；二是在水深测量过程中控制继电器J1、J2的闭合与断开获取水面水底信号。
显示打印电路部分用6个LED管显示和微型打印机进行简单打印。
用P3.1串口与PC机相连可以进行数据的转存和进一步处理，显示和打印。
2系统软件流程图
本系统的软件约占7kB,系统程序流程图。
程序分为系统管理、运算处理、测验控制3大模块。
系统管理模块包括：初始化、系统监控、操作切换、紧急处理等程序。
运算处理模块包括：数据运算、误差修正、显示打印等程序。
测验控制模块是由包括：测垂线到起始点距离、测垂线水深、测垂线流速、测垂线水位、接口数据采集等诸多子程序组成。
为了尽量减少测量误差保证测量精度严格符合水文规范要求，在测垂线水深子程序中采用了二次入水操作，程序流程。
实际水深测量中由于铅鱼的运动会引起缆索的起伏跳动而造成测量误差，我们在程序中设定的操作是：当铅鱼入水后暂停在水面10s不进行水深计数，待其稳定后升出水面20cm,再第二次进入水面。
铅鱼第二次到达水面后启动水深计数暂停下降，测量水面偏角θA,铅鱼继续下降直到河底停止水深计数，测量水底偏角θB.最后根据干绳长度（缆索到水面的高度）、湿绳长度（水深初值）、θA,θB计算出实际的该条垂线水深值。
3结语
ATMEL89单片机水文缆道测验系统具有较强的兼容性，适合中、小河道的自动或半自动测验，操作方便性能稳定，测验精度达到部颁《规范》要求，有效地减少了操作者的劳动强度和工作时间。
