一种水库多参数水质垂向动态数据采集方法

摘要

本发明公开了一种水库多参数水质垂向动态数据采集方法，属于水质监测领域。利用计算机终端的控制程序优化延时与监测深度的关系减小水质监测探头带来的延时影响。在步进电机下放水质采集系统的过程中，计算机终端实时接收并分析测量点处垂直剖面上的多参数的变化速率，根据该水库水质参数的变化速率的大小调节采样频率并通过单片机控制步进电机来控制多参数数据采集模块的上拉动作以及其下放速度，以捕捉垂直剖面水质各项参数的变化趋势。本发明所提出的水库多参数水质垂向动态数据采集方法，采集的水质数据可靠、高效，能够监测水库等大深水体水质分层现象。

主权项

一种水库多参数水质垂向动态数据采集方法，其特征包括以下几个步骤：(1)通过底层程序加入抵消延时方法多参数数据采集模块的下放速度为S，采样频率为每1s采集1个水质数据，整体系统的延时为T，那么根据实际采集到的水质样本深度的公式：Y＝N‑S×T其中：Y为实际采集到的样本深度；N为上位机界面实际显示的样本深度；S为下降的速率；T为延时时间；(2)通过水库水质变化率改变水质参数采集频率数据采集固有频率为每秒采集p₀个多参数水质样本，在采集水质数据后根据之前陈述的最小二乘法计算采样点的多参数水质变化速率，将变化率分为三个区间分别为：ρ₁，ρ₂，ρ₃；当变化率在区间ρ₁时，采样频率为每秒采集p₁个多参数水质样本；当变化率处于区间ρ₂时，采样频率为固有频率，当变化率处于区间ρ₃时，采样频率为每秒采集p₃个多参数水质样本；(3)各水质变化率超过阈值产生报警器产生报警并实时的显示水质参数的变化速率在上位机界面中将多参数水库水质监测装置所采集到的水质数据分别存储在6个数组中分别为A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆并分别存放温度、溶解氧、电导率、pH值、氧化还原电位、浊度参数；同时在A₁—A₆中采集x₁‑x_i水质参数并通过下式计算变化率$x^{\prime }=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}x\left(i\right)$式中：i＝1,2,…,N对应第i个测量数据，N为测量点的样本总数；x(i)为测量点第i个测量数据的原始值；x'为测量点均值化后的值；通过A₁—A₆中的x'分别进行比较，选择出其中最大的x'进行显示，与设定的阈值相比较，当大于阈值是报警；支撑架连接好后固定在船体的甲板上，固定点尽量靠近甲板的边缘，使支撑架的支架滑轮端伸出船体之外1.5‑2m的距离；步进电机固定在支撑架下方并连接好控制电路，多参数数据采集模块通过缆绳与步进电机的绕线轮相连并搭载在支撑架上，再将多参数数据采集模块用电缆与电脑相连用于数据分析处理；利用微控制器控制多参数数据采集模块下放，停止，速度，速度可调范围为0.05m/s‑0.2m/s以及装置上拉距离；利用搭载在多参数数据采集模块的压力传感器判断装置是否处理；通过最大变化率对多参数数据采集模块进行上拉及下降速度以及采样频率的控制；当所采集的水库水质动态数据大于阈值时采样频率提高并通过微控制按键将多参数数据采集模块上拉一段距离并减速下放，当所采集的水库水质动态数据小于阈值时采样频率不变以原速下放。