[發明專利]一種水質參數垂向分布自適應采集方法與裝置

有效

• 申請號: 201510086702.0
• 申請日: 2015-02-17
• 公開（公告）號: CN104655194B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 韓敏;張占奎
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01N33/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種水質參數垂向分布自適應采集方法，其特征在于：

在升降裝置從水面到水底下放水下水質采集系統采集測量點處垂直剖面的水質數據的過程中，計算機終端實時計算測量點的水質各項參數的變化速率，計算機終端利用LabVIEW開發水源水庫水質上位機監控界面，通過上位機監控界面設定初始化采集參數，將獲得的水質數據以數值和曲線的形式實時顯示各水質參數的變化趨勢，并存儲在SQL數據庫中；

計算機終端實時接收并分析測量點處垂直剖面上的水質各項參數的變化速率，計算機終端根據變化速率最大的水質參數向升降裝置控制系統發出相關指令控制水下水質采集系統的下放速度，根據該水質參數的變化速率的大小通過升降裝置來調節水質采集裝置的下放速度，水質各項參數的變化速率與升降裝置的速度成反比，以自適應的捕捉垂直剖面水質各項參數的變化趨勢，完成水下水質采集系統從水面到水底自適應的整個采集過程。

2.根據權利要求1所述的一種水質參數垂向分布自適應采集方法，其特征在于：

(1)根據計算機終端開發的上位機界面設置初始化參數，主要設定下放速度V、間隔時間T和各水質指標的變化速率控制值S；

(2)待水下水質采集系統與水面表層充分接觸后，開始采集水質數據，計算機終端通過升降裝置信號控制線向升降裝置控制系統發出命令啟動升降裝置下放水下水質采集系統；計算機終端實時讀取水下水質采集系統采集的水質數據，并且將水下水質采集系統所處水面表層的位置作為第一個采樣點k；

(3)待第一個采樣點完成數據采集后，計算機終端實時判斷水下水質采集系統是否觸底，如果沒有觸底，計算機終端發出控制命令使升降裝置產生動作繼續以當前的速度下放水下水質采集系統，并且實時采集水質數據；當到間隔時間T時，水下水質采集系統到達第二個采樣點采集該點的水質數據，依次采集k個采樣點的水質數據，根據最小二乘法擬合得到第k個采樣點的水質各項參數的變化速率Sk；

(4)當到達第k+1個采樣點時，根據最小二乘法擬合第2個點到第k+1個點，得到第k+1個采樣點的水質各項參數的變化速率Sk+1，此時計算水質各參數的變化速率，得到第k+1個采樣點的水質各項參數的變化速率Sk+1與第k個采樣點的水質各項參數的變化速率Sk的差值的絕對值，選擇變化速率最大的水質參數；判斷是否大于預設的閥值，當該水質參數的變化速率大于變化速率控制值S時，計算機終端向升降裝置發出命令，降低下放水下水質采集系統的速度，增加測量點數目；當該水質參數的變化速率小于變化速率控制值S時，繼續以該速度下放水下水質采集系統；

(5)判斷是夠采集結束，如果沒有結束，則重復步驟上述步驟，根據測量點水質指標的變化速率實時調節下放速度完成所有測量點的水質數據采集；采集結束后，計算機終端控制?升降裝置回收水下水質采集系統6；以水深為序排列測量點，并對所有測量點進行樣條插值得到水庫水質的垂向分布數據。