開題報(bào)告參考模板 2

畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告（理工類）設(shè)計(jì)題目移動(dòng)升降式冰厚測(cè)量裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名楊志恒學(xué)號(hào)0911013029專業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器一、課題的目的意義：1.了解冰厚測(cè)量的起因、做法及其進(jìn)展，熟悉冰厚測(cè)量裝置的工作原理、特點(diǎn)、分類和現(xiàn)狀；2.復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，在設(shè)計(jì)過程中綜合運(yùn)用各門課的理論知識(shí)，同時(shí)，熟悉查閱資料的途徑、方法；3.根據(jù)實(shí)際情況分析，對(duì)冰厚測(cè)量裝置的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并合理進(jìn)行抗干擾等優(yōu)化設(shè)計(jì)、誤差分析；4．通過積極查閱資料，勤于思考，充分發(fā)揮自己的聰明才智，使冰厚測(cè)量裝置操作更簡(jiǎn)便，從而結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性好，工作效率提高，穩(wěn)定性、精度、靈活性等方面有所提高；5.通過此次設(shè)計(jì)培養(yǎng)自己提出問題及根據(jù)實(shí)際情況解決問題的能力，增強(qiáng)自己的工程意識(shí)，提高綜合分析實(shí)際問題和解決工程實(shí)際問題及從事科學(xué)研究的能力，培養(yǎng)自己刻苦鉆研、勇于攻堅(jiān)的精神和認(rèn)真負(fù)責(zé)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，為走上工作崗位打下基礎(chǔ)。近年來國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)冰厚及生消過程檢測(cè)的程度和自動(dòng)化水平的要求正在不斷提高，以避免發(fā)生大的災(zāi)難，但是國內(nèi)外很少有人對(duì)這方面進(jìn)行研究。目前國內(nèi)外對(duì)冰厚及冰消的檢測(cè)方法可分為兩大類：一類是直接測(cè)量法，另一類是物理測(cè)量法。直接測(cè)量法直接測(cè)量法是依靠人工鑿冰直接測(cè)量冰厚，具體操作是先用鋼釬將冰層鑿穿，然后用尺子進(jìn)行測(cè)量，我國北方水文站主要采用這種方法，也是黃河上正在使用的方法，優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)可靠，但是缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，更重要的是鋼釬作用面積較大，對(duì)于冰這種近乎理想的脆性體，很容易造成冰面的大面積破壞，對(duì)人身安全造成嚴(yán)重威脅。2物理測(cè)量法利用電磁波，聲納，激光等進(jìn)行非接觸測(cè)量，優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單方便，但誤差較大。近年來科技工作者在厚度測(cè)量方面做了大量的工作，探討了多種非接觸測(cè)量法，諸如超聲波法,激光法，射線法等。這些測(cè)量方法雖然快捷方便，但易受被測(cè)物體的材質(zhì)，溫度，色澤等因素的影響，因此測(cè)量對(duì)象參數(shù)一般相對(duì)固定，如紙張，鍍層，金屬等。冰的性質(zhì)比較特殊，其溫度隨時(shí)間和空間在不斷變化，而溫度變化又決定著聲學(xué)，電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)的變化，因此冰的物理參數(shù)難以固定。又加上黃河水中雜質(zhì)多，含沙量大，這都使的上述一般的物理測(cè)量方法都難以滿足測(cè)量要求。現(xiàn)在也有部分科技工作者展開了對(duì)冰層厚度的研究，如在文獻(xiàn)[16]中，探討了利用水的導(dǎo)電特性對(duì)冰層厚度進(jìn)行數(shù)字化自動(dòng)檢測(cè)的方法。文獻(xiàn)把含有導(dǎo)電離子的水看作具有一定電阻率的導(dǎo)體，而把結(jié)冰后的水當(dāng)成絕緣體對(duì)冰層厚度進(jìn)行測(cè)量。其檢測(cè)原理構(gòu)想系統(tǒng)模型如下圖所示：檢測(cè)過程中首先由信號(hào)發(fā)送，接收器按一定時(shí)序產(chǎn)生與各譯碼器相應(yīng)的特定編碼信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)編碼信號(hào)發(fā)送線，發(fā)送線終端然后通過含有電解質(zhì)的水溶液向水中傳播。由于冰層下具有較高的電導(dǎo)率，處于冰下的譯碼器將會(huì)接收到在水中傳播的編碼信號(hào)，通過內(nèi)部專用電路的處理，當(dāng)編碼信號(hào)與自己特有的譯碼信號(hào)對(duì)應(yīng)時(shí)，可以通過譯碼信號(hào)反饋線向數(shù)字信號(hào)發(fā)送接收器返回一響應(yīng)信號(hào)并被識(shí)別：而處于冰層內(nèi)部和冰層以上的各譯碼器由于冰和空氣的電導(dǎo)率極低，而編碼信號(hào)將被阻斷，所以各譯碼器也無反饋信號(hào)輸出。僅靠冰面之上的譯碼器可作為信號(hào)發(fā)送，接收器的初始化信息而在儀器開始工作的時(shí)候被設(shè)置。這樣信號(hào)發(fā)送接收器便可以綜合初始化信息，編碼信號(hào)，反饋信號(hào)快速掌握冰層厚度和冰下水位的情況，從而實(shí)現(xiàn)冰層厚度和冰下水位的數(shù)字化自動(dòng)檢測(cè)的目的。這種檢測(cè)方法從理論上合理，但由于這一檢測(cè)法成立的基礎(chǔ)是冰和水的不同的導(dǎo)電特性，而這一特性受到水的純度，冰層的溫度等諸多因素的影響。特別是冰層底部和水面的交界處電導(dǎo)率的變化特性，而這一特性比較復(fù)雜，且導(dǎo)電與絕緣無嚴(yán)格的分界點(diǎn)，這些都給檢測(cè)帶來了困難。黃河中含有大量的雜質(zhì)和泥沙，這使測(cè)量的困難進(jìn)一步加大，有待于做進(jìn)一步深入的研究。且這種方法只適用于定點(diǎn)測(cè)量，而對(duì)非定點(diǎn)測(cè)量幾乎無能為力?，F(xiàn)在出現(xiàn)的幾種專門測(cè)量冰厚的儀器還有幾種：如國家海洋局海洋技術(shù)研究所完成的海洋航空遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)，冰厚測(cè)量精度20%，雖然實(shí)驗(yàn)成功但為推廣應(yīng)用，精度較低。由中國自行研制的ROV水下機(jī)器人是一種專門用于水下作業(yè)的高科技產(chǎn)品，它可以利用仰視聲吶系統(tǒng)觀測(cè)海洋的厚度，其重達(dá)550公斤，且價(jià)格昂貴。北京愛迪兒國際探測(cè)技術(shù)有限公司應(yīng)用先進(jìn)的無載波脈沖雷達(dá)技術(shù)，研制生產(chǎn)出系列CIDRC探地雷達(dá)產(chǎn)品可對(duì)地下冰層厚度進(jìn)行探測(cè)。后兩種產(chǎn)品可測(cè)冰厚，但ROV水下機(jī)器人為仰視測(cè)量，分界面是冰和空氣，CIDRC探地雷達(dá)則以冰與土為分界面，之所以選擇這種方式是因?yàn)楸退姆纸缑娌幻黠@難以判斷。主要參考文獻(xiàn)：.黃河冰棱特征，五原防汛信息網(wǎng)，2003.黃河為何出現(xiàn)凌汛。新華網(wǎng),2004.12.30.黃河凌汛危害寧夏渠口農(nóng)場(chǎng)防洪堤決口30多米.中新網(wǎng)2003.1.4.隋覺義，方達(dá)憲，汪德勝.水內(nèi)冰冰塞堆積演變的研究[J]水利學(xué)報(bào)，1994（08）:42-47.茅澤育，董曾南，陳長植.河冰數(shù)學(xué)模擬研究綜述[J].水利發(fā)電，1996（12）：58-61崔泰昌，河流冰期儲(chǔ)冰量的估算[J].水文，2001,21（03）：34-36.陸欽年，段忠東，歐進(jìn)萍，汪振愷.黑龍江省的凌汛災(zāi)害及其區(qū)域劃分外[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2003,(03)：54-58龔德吉，白美蘭，王秋晨.黃河凌汛及其預(yù)報(bào)研究[J]氣象,2001,27(05):38-42.薛義澤.冰厚測(cè)報(bào)儀系統(tǒng)[D].太原理工大學(xué)碩士論文,2003.沈?yàn)槊?，劉淑霞，高學(xué)山，潘沛霖，王炎.超聲波自動(dòng)測(cè)厚打標(biāo)系統(tǒng)的研制[J],無損檢測(cè)，2001（03）：103-105.彭維新，田欣，常軍，莊會(huì)永，王青浦，張行愚.激光超聲非接觸測(cè)量固體材料厚度的實(shí)驗(yàn)研究[J]山東科學(xué),2000（02）:44-46.陳衛(wèi)紅，濮存亭，管鈞，張麗平.混凝土厚度的測(cè)量方法[J].工程質(zhì)量,1999（04）：20-22LiZhijun,Suijixie,YanDecheng,MengGuanglin.Temperature,salinity,anddesityprofilesinafasticesheetinLiaoDongBay[J].POAC92,1989(01):218-224.LiZhijun,YanDecheng,MengGuanglin,ZhangMingyuan.RelationofthermalconductivitycoefficientwithtemperatureofseaiceinBohaiSea[J]OMAE92,1992(04):329-333.Petreko,VF..Electricalpropertiesofice[J]CRRELSpecialReport.1993(02):69-72..秦建敏，沈冰，利用水的導(dǎo)電性對(duì)冰層厚度進(jìn)行數(shù)字化自動(dòng)檢測(cè)的研究[J].冰川凍土，2003（增刊）：281-284.聞瑞梅，王在忠，高純水的制備及其工藝[M].科學(xué)出版社，1999:262-269.WorbyAP,GriffinPW,LytieVI.OntheuseofelectromagneticinductionsoundingtodeterminewinterandspringseaicethicknessintheAntarctic[J].ColdRegionsscienceandTechnology,1999,29(01):49-58.SodhiDS,Nonsimultanecouscrushingedageindentationoffreshwatericesheets[J].ColdRegionScienceandTechnology,1999,29(01）：49-58.謝筆鈞。食品化學(xué)[M]2004,06：II.李福成等，應(yīng)力率對(duì)海冰單軸抗壓強(qiáng)度的影響[J].海洋學(xué)報(bào)，1986,8（5）：619-625.孟廣琳，張明遠(yuǎn)，李志軍，隋吉學(xué)，嚴(yán)德成.黃河口低鹽度海水與黃河冰的抗壓強(qiáng)度[J].海洋環(huán)境科學(xué)，1994,13（3）：179-19.孟廣琳等.渤海平整冰單軸強(qiáng)度的研究[J]冰川凍土.1987,9(4):329-337.隋吉學(xué),，張明遠(yuǎn)，李志軍，孟廣琳,，嚴(yán)德成.黃河冰三點(diǎn)彎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