Luận án Nâng cao hiệu quả của hệ thống đo mưa sử dụng phương pháp quang học

Đo kích thước hạt mưa là một phép đo chiều dài có đơn vị là mét (ký hiệu là m)
trong hệ SI. Với các hạt hình cầu, đường kính hoặc bán kính là thông số mô tả đầy
đủ về kích thước hạt. Nhưng với các hạt phi hình cầu thì cần nhiều hơn một số liệu
để mô tả ví dụ như với hạt có hình hộp chữ nhật thì cần có các số liệu về chiều dài,
chiều rộng và chiều cao. Trong thực tế, chủ yếu là các hạt phi hình cầu nên khái
niệm kích thước hạt ở đây sẽ là “kích thước tương đương” cụ thể là đường kính
tương đương với đường kính của hạt hình cầu. Do đó trong luận án, khi nhắc tới
kích thước hạt chính là đường kính tương đương hình cầu của hạt mưa có cùng đáp
ứng quang học. Để đo thông số hạt mưa, đã có những phương pháp được đưa ra
chia thành hai nhóm đo thủ công và đo tự động.
Nhóm đo kích thước hạt mưa thủ công
Ngay từ những năm 1900, đã có các nghiên cứu sử dụng những kỹ thuật thủ công
để đo kích thước hạt mưa. Các kỹ thuật đo thủ công có thể kể đến:
- Phương pháp đo thông qua vết trên giấy thấm đã nhuộm khi hạt mưa rơi vào
được đề xuất đầu tiên trong công trình nghiên cứu của Lowe [39] năm 1892;
- Phương pháp viên bột do Bentley [9] đề xuất đầu tiên năm 1904 đo kích
thước hạt mưa thông qua kích thước viên bột tạo ra khi hạt mưa rơi vào bột đã sàng
mịn;
- Phương pháp ngâm dầu được Fuchs and Petrjanoff [21] để xuất đầu tiên vào
năm 1937 lợi dụng độ nhớt thấp và tính chất kỵ nước của dầu khiến các giọt mưa
tạo thành các khối lỏng hình cầu nằm trong dầu khi rơi vào sau đó dùng kính hiển vi
hoặc ảnh chụp để đo kích thước của hạt mưa.
Các phương pháp đo thủ công này đơn giản nhưng tốn thời gian, hạn chế về tính
chính xác của kết quả đo và tính thời gian thực, không đo được vận tốc của hạt mưa.
Nhóm đo kích thước hạt mưa tự động
Máy đo thông số mưa tự động được sử dụng phổ biến hiện nay là thiết bị đo mưa
kiểu chao lật. Thiết bị này chỉ có thể đo lượng mưa, cường độ mưa và thời gian
mưa. Khi cần đo kích thước hạt mưa người ta phải dùng các dòng thiết bị khác. Dựa
trên nguyên lý ứng dụng có thể phân thiết bị đo kích thước hạt mưa thành các
nhóm: đo bằng tác động cơ học, đo bằng hình ảnh, đo bằng hiệu ứng quang học. 
pdf 164 trang phubao 26/12/2022 3440
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nâng cao hiệu quả của hệ thống đo mưa sử dụng phương pháp quang học", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nang_cao_hieu_qua_cua_he_thong_do_mua_su_dung_phuong.pdf
  • pdfCongTrinhCongBo_Quyen.pdf
  • pdfLuanDiemMoi_Quyen_TAnh.pdf
  • pdfLuanDiemMoi_Quyen_TViet.pdf
  • pdfTomTatQuyen.pdf

Nội dung text: Luận án Nâng cao hiệu quả của hệ thống đo mưa sử dụng phương pháp quang học

  1. PhânPhan bố kích bo thướckich thuoc hạt hat Xac suat 0.35 Polynomial Fit of Sheet1 Xac suat y = Intercept + B 1*x^1 + B2*x^2 + Equation B3*x^3 + B4*x^ 0.30 4 + B5*x^5 + B6 *x^6 0.25 Weight No Weighting Residual Sum of 9.98037E-4 Squares Adj. R-Square 0.92254 0.20 Value Standard Error Xac suat Intercept 0.64193 0.24991 0.15 Xac suat B1 -0.87384 0.80057 Xac suat B2 0.61635 0.80204 Xac suat B3 -0.20752 0.35868 Xac suat B4 0.0355 0.0796 Xacsuat 0.10 Xác suất Xac suat B5 -0.00303 0.00857 Xac suat B6 1.03648E-4 3.56462E-4 0.05 0.00 -0.05 012345678 Cỡ Cohạt hat(mm) (mm) Hình 3.22. Mối quan hệ giữa xác suất xuất hiện và kích thước hạt Về mối quan hệ động năng KEtime - cường độ mưa I và độ xói mòn đất do hạt mưa rơi: tùy theo những điều kiện địa lý và khí tượng, các kiểu mưa của từng khu vực sẽ không giống nhau dẫn đến sự khác nhau về phân bố kích thước và vận tốc hạt mưa làm cho mối quan hệ KEtime – I thay đổi theo. Trong công trình [54], từ nhiều nghiên cứu ở các nơi khác nhau trên thế giới, những mối quan hệ giữa động năng hạt mưa KEtime và cường độ mưa I được tìm ra dưới dạng hàm mũ (3.18), hàm logarit (3.19), hàm tuyến tính (3.20) và hàm power-law (3.21). Các hệ số a, b, c trong phương trình mô tả này được tìm ra nhờ quá trình thực nghiệm. -c.I KEtime =a.I(1 - b.e ) (3.18) KEtime =I(a + b.log (I)) (3.19) KEtime =a(I - b) (3.20) b KEtime =a.I (3.21) Việc tìm ra mối quan hệ KEtime – I ở khu vực Hà Nội nói riêng và các khu vực khác tại Việt Nam nói chung cần nhiều thời gian quan sát với nhiều loại mưa khác nhau. Trong thời gian thử nghiệm với mưa thực tế tại Hà Nội, nghiên cứu đã tìm ra mối quan hệ KEtime(I). Mối quan hệ này được mô tả trong hình 3.23. Trong đó, hàm 2 mô tả quan hệ KEtime(I) là hàm tuyến tính (biểu thức 3.22) với hệ số xác định R > 0,8. 97
  2. không gian rồi từ đó lập bản đồ các khu vực có nguy cơ xói mòn, dự báo về lượng mưa xói mòn trong tương lai. 3.4. Kết luận chương III Chương III của Luận án đã trình bày một số kết quả đánh giá hiệu quả giữa phương pháp tính kích thước hạt đề xuất và phương pháp tính kích thước hạt thông qua độ sâu điều chế do D. V. Kiesewetter và V. I. Malyugin đề xuất [14, 16]. Thiết bị đo mưa cải tiến cho phép đo các thông số đường kính, vận tốc hạt mưa từ đó tính ra lượng mưa, cường độ mưa. Từ việc thử nghiệm mô hình với các viên bi có đường kính biết trước, sai số của đường kính hạt đo được tương đồng với kết quả đánh giá so sánh. Khi thử nghiệm đo mưa, mô hình đã tiến hành đo và đánh giá lượng mưa đo được với lượng mưa do thiết bị đo kiểu chao lật đang dùng phổ biến để so sánh và tìm ra hệ số hiệu chỉnh của thiết bị đo mưa đề xuất với thiết bị đo kiểu chao lật. Kết quả cho thấy là lượng mưa đo được bằng hai thiết bị là tương đương nhau. Ngoài thông số lượng mưa, thiết bị đo mưa của Luận án còn đo được thông số kích thước hạt để từ đó biết được phân bố kích thước hạt trong một trận mưa, trong một ngày có mưa, trong một tháng, trong một năm. Thông số này kết hợp với các thông số khí tượng thủy văn, thông số đo LIDAR bên vật lý địa cầu có thể dự đoán được các vấn đề về môi trường, độ xói mòn đất Trong khuôn khổ thời gian dành cho luận án, những số liệu thu được còn hạn chế song kết quả thử nghiệm cũng cho thấy việc sử dụng thiết bị đo xây dựng trong nghiên cứu và phương pháp thu thập, xử lý số liệu được để xuất trong luận án đáp ứng được yêu cầu của việc khảo sát, đánh giá các thông số mưa về độ tin cậy và xác định được mối quan hệ giữa động năng KEtime của hạt mưa với cường độ mưa I. Đây là giá trị khoa học và thực tiễn của công trình. Việc tiếp tục mở rộng phạm vi, thời gian đo đạc thực nghiệm sẽ cho phép xác định được những yếu tố giúp cho việc dự báo về lượng mưa cũng như tác động xói mòn gây sạt lở đất do hạt mưa rơi chính xác và đầy đủ hơn. 99
  3. các tạp chí, Hội nghị chuyên ngành. Ngoài ra tác giả vẫn đang tiếp tục công bố thêm về nghiên cứu.  Hướng nghiên cứu tiếp - Mở rộng dải đo các hạt mưa nhỏ hơn 0,5mm là hạt mưa hay xuất hiện trong các trận mưa phùn. Với dải hạt tạo ra dạng chỉ có một chồi xung, có thể nghiên cứu, đưa ra hướng tìm tham số hiệu chỉnh km so với hàm tính theo biến số k075. - Tiếp tục thử nghiệm đo và đánh giá. - Giảm thiểu ảnh hưởng của hơi ẩm, côn trùng bay vào khu vực đo - Tiếp tục thử nghiệm thực tế, thu thập phân tích số liệu mưa để góp phần vào việc đánh giá các vấn đề về biến đổi khí hậu. 101
  4. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Angulo-Martínez, M. and Barros, A. P., “Measurement uncertainty in rainfall kinetic energy and intensity relationships for soil erosion studies: An evaluation using Parsivel disdrometers in the Southern Appalachian Mountains”, Geomorphology, 2015, Vol 228, p.28–40 [2] Ali Tokay., et al, “Comparison of Raindrop Size Distribution Measurements by Collocated Disdrometers”. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. Vol.30 (2013). p.1672-1689. [3] Amy Sabin, “Problems in particle size: laser diffraction observations”, As Published in GXP, Autumn 2011, Vol15/No4 [4] Anderson, D. “Preliminary evaluation of OTT and Thies Clima present weather sensors. Program operations and standards Instrument Test Report 691”, Bureau of Meteorology, Australian Government: Melbourne, Australia, 2009 [5] Andrew J. Ireland, Lawrence E. Hochreiter, Fan-Bill Cheung; “Droplet Size and Velocity Measurements in a Heated Rod Bundle The 6th ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference, March 16-20, 2003 [6] Bryson Evan Winsky, “A redesigned instrument and new data analysis method used to measure the size and velocity of hydrometeors”. Theses and Dissertations. University of Iowa. (2012). [7] Beard, K.V.; Bringi, V.N. Thurai, M. “A new understanding of raindrop shape”. Atmos. Res. 2010, 97, 396–415 [8] Bloemink, H. I. and Lanzinger, E. “Precipitation type from the Thies disdrometer”, WMOTechnical Conference on Meteorological and Environmental Instruments and Methods of Observation (TECO- 2005), Bucharest, Romania, 4–7 May 2005, Vol3 [9] Bentley, W, “A. Studies of raindrops and raindrop phenomena.” Mon. Weather Rev. 1904, 32, p.450–456 [10] Clima, T. “Laser Precipitation Monitor Instruction for Use: 5.4110.X0.X00; Software Version 1.04”; Adolf Thies GmbH & Co. KG: Göttingen, Germany, 2007. 103
  5. [21] Fuchs, N.; Petrjanoff, I, “Microscopic examination of fog, cloud and rain droplets.” Nature 1937, 139, p.111–112 [22] Gopinath Kathiravelu, Terry Lucke, and Peter Nichols, “Rain Drop Measurement Techniques: A Review”, Water 2016, 8, 29; doi:10.3390/w8010029 [23] Golan, L. & Shoham, S. “Speckle elimination using shift-averaging in high- rate holographic projection.”; Opt. Express 17(3), 1330–1339 (2009). [24] Graham Upton, Dan Brawn, “An investigation of factors affecting the accuracy of Thies disdrometers”; OTT Parsivel® - Enhanced precipitation identifier and new generation of present weather sensor by OTT Messtechnik, Germany, 2008, [25] George M. Crawley, Soren Jensen, Al Godek, Andrew P. Malcolmson, Don Holve, “Real-time process optimisation using dry in-line particle sizing”; International Congress for Particle Technology; 2001 [26] Grossklaus, M.; Uhlig, K.; Hasse, L. “An optical disdrometer for use in high wind speeds”, J. Atmos. Ocean. Technol. 1998, Vol 15, p.1051–1059 [27] Hahn, J., Kim, H., Lim, Y., Park, G. & Lee, B. “Wide viewing angle dynamic holographic stereogram with a curved array of spatial light modulators.” Opt. Express 16, 12372–12386 (2008). [28] Hironobu Ueki, Masahiro Ishida, Daisaku Sakaguchi, and Oluwole Amida, “Measurement of droplet size distribution in core region of high-speed spray by micro-probe L2F”; Proceedings of the 8th International Symposium on Experimental and Computational Aerothermodynamics of Internal Flows; Lyon, July 2007 [29] Hayton S, Nelson CS, Ricketts BD, Cooke S, Wedd MW; “Effect of Mica on Particle-Size Analyses Using the Laser Diffraction Technique”; Journal of Sedimentary Research. 2001; 71 (3): 507–509. doi:10.1306/2dc4095b-0e47-11d7- 8643000102c1865d. [30] Illingworth, A.J.; Stevens, C.J. “An optical disdrometer for the measurement of raindrop size spectra in windy conditions”, J. Atmos. Ocean. Technol. 1987, Vol 4, p.411–421 105
  6. of Skudai, Malaysia”. Hydrological Sciences Journal, 2016, 61:5, 944-951, DOI: 10.1080/02626667.2014.934251 [41] Mahadi Lawan Yakubu, Zulkifli Yusop & Mohamad Ali Fulazzaky, “The influence of rain intensity on raindrop diameter and the kinetics of tropical rainfall: case study of Skudai, Malaysia”, Hydrological Sciences Journal, 2016, 61:5, 944- 951, DOI: 10.1080/02626667.2014.934251 [42] Mohsen Jahanmir, “Particle Image Velocimetry: Fundamentals and Its Applications” Research report 2011:03 [43] Mehta, D. S., Saxena, K., Dubey, S. K. & Shakher, C. “Coherence characteristics of light-emitting diodes.” J. Lumin. 130, 96–102, 2010 [44] Nicolas Fdida*, Jean-Bernard Blaisot°, Alain Floch$, David Dechaume, “Drop size measurement techniques applied to gasoline sprays”, ILASS 2008 [45] Nešpor, V.; Krajewski, W.F.; Kruger, “A. Wind-induced error of raindrop size distribution measurement using a two-dimensional video disdrometer”, J. Atmos. Ocean. Technol. 2000, 17, p.1483–1492. [46] Jan PETRŮ and Jana KALIBOVÁ, “Measurement and Computation of Kinetic Energy of Simulated Rainfall in Comparison with Natural Rainfall”, Soil & Water Res., 13, 2018 (4): 226–233 [47] Jia Sheng-Jie, Lü Da-Ren & Xuan Yue-Jian, “An Optical Disdrometer for Measuring Present Weather Parameters”, Atmospheric and Oceanic Science Letters, 2014, 7:6, 559-563, [48] Jacek Majewski Lublin, “Measurement methods for size and charge distributions of electrosprayed water droplets”; University of Technology, Lublin, Poland; 2014 [49] Joseph Parker, “Particle Size and Velocity Measurements in Two Phase Flows Using Laser Doppler Velocimetry”; Western Michigan University; [50] Jindˇ rich Dolansk´ y, “Simulation of particle motion in a closed conduit validated against experimental data”, published by EDP Sciences, 2015 [51] Joss, J.; Waldvogel, “A. Ein spektrograph für niederschlagstropfen mit automatischer auswertung.”, Pure Appl. Geophys. 1967, 68, p.240–246. 107
  7. and their effect on the image sharpness and speckle of holographic displays. “; Scientific Reports | 7: 5893 | DOI:10.1038/s41598-017-06215-x; 2017 [63] Vanessa dos Santos Silva, Elizângela Márcia de Carvalho Abreu, Renata Amadei Nicolau, Cristina Pacheco Soares; “Comparative analysis of different doses of coherent light (laser) and non-coherent light (light-emitting diode) on cellular necrosis and apoptosis: a study in vitro”; Res. Biomed. Eng. vol.32 no.4 Rio de Janeiro, Oct./Dec. 2016 [64] “Dynamic Light Scattering Experiment DLS”; University of Florida — Department of Physics PHY4803L — Advanced Physics Laboratory; [65] [66] This is a conceptual image showing how the size and distribution of raindrops varies within a storm. Blues and greens represent small raindrops that are 0.5- 3mm in size. Yellows, oranges, and reds represent larger raindrops that are 4- 6mm in size. A storm with a higher ratio of yellows, oranges, and reds will contain more water than a storm with a higher ratio of blues and greens. [67] Raindrop. A drop of water of diameter greater than 0.5 mm falling through the atmosphere. In careful usage, falling drops with diameters between 0.2 and 0.5 mm are called drizzle drops rather than raindrops, but this distinction is frequently overlooked and all drops with diameters in excess of 0.2 mm are called raindrops. The limiting diameter of 0.2 mm is rather arbitrary, but has been employed because drops of this size fall rapidly enough (about 0.7 m s-1) to survive evaporative dissipation for a distance of the order of several 109
  8. PHỤ LỤC Phụ lục 1. Hình xung quang điện khi thả các viên bi sắt đường kính khác nhau qua khoảng đo của thiết bị và một số đánh giá sơ bộ - Độ rộng khe nhạy sáng: 1mm - Khoảng cách khe nhạy sáng: 5mm. - Cách xác định độ rộng khoảng trũng (Negative Pulse Width) và độ rộng chồi xung (Positive Pulse Width) của Oscillo là ở điểm 0,5 lần biên độ cực đại hoặc cực tiểu (hình P1.1) Hình P1.1. Mô tả cách xác định độ rộng xung dương và xung âm của oscillo Khi thả các hạt ở cùng một độ cao đi qua khoảng đo, thu được các dạng xung quang điện như chỉ ra trong bảng P1.1 111
  9. 2,5 760 3,481 2,317 3 940 2,908 2,700 113
  10. 4,5 1480 1,767 4,156 5 1620 1,640 5,092 115
  11. 10 4320 117
  12. G 1 2 2 2 1 G 2 1 3 2 1 1 2 1 3 G 1 1 1 2 1 2 2 1 1 2 3 1 2 2 C 2 1 B E 1 2 1 2 1 1 1 2 2 a. Mạch in mặt trước G 1 2 2 G 21 1 3 2 1 12 3 G 1 1 2 1 1 2 3 1 2 b. Mạch in mặt sau Hình P2.2. Sơ đồ mạch in của khối phát quang của thiết bị đo mưa 119
  13. 3.3V_CPU C11 3.3V_CPU +12 0.1uF H1 D1 D2 D3 +12 +12 U7 5V_CPU 3.3V_CPU F0 U8 1 3 3 2 1 IN OUT Vin 3.3V R13 R15 R16 R17 GND J4 JTAG 2 1A GND DO 10k 10k 10k 10k GND 1 2 SS34 SS34 SS34 Z1 Z2 Z3 C1 C4 C6 LEDN TRST VCC_IN C2 7805 C3 C5 3 4 12V 12V 12V 10uF 2 10uF 10uF TDI 0.1uF 0.1uF 1 0.1uF 5 6 TMS 7 8 R33 TCK 9 10 3.9K AMS1117 3.3V 11 12 TDO 13 14 GND GND GND GND GND GND GND RST GND GND 15 16 17 18 GND R14 R18 19 20 Radc1 10k 10k H3 0 Radc2 GND 1 GND 2 100 D_adc2 D_adc1 CPU_A_IN J-LINK PRO JLP1 AGND 1N5819 1N5819 TMS 4 3 GND U1 TCK J2 3.3V_CPU 2 29 81 LCD0 AGND PA4/DAC_CH1 PD0 1 1 GND 30 82 LCD1 PA5/DAC_CH2 PD1 2 3.3V_CPU 83 LCD2 ISP VR1 PD2 84 LCD3 3 J1 5V_CPU PD3 GND LCD_RS 20K 78 85 LCD4 4 PC10/UART3_TX PD4 LCD_W 1 79 86 LCD5 5 PC11/UART3_RX PD5 LCD_E 3.3V_CPU 2 GND 87 LCD6 U3 3.3V_CPU 6 3.3V_CPU 80 PD6 R4851 3.3V_CPU LCD0 3 PC12/UART5_TX 88 LCD7 8 7 83 PD7 VCC LCD1 GND 4 PD2/UART5_RX USART1_TX 4 6 8 55 LCD_RS D A 680 LCD2 C1LCD PD8 A 9 Rrst UART 56 LCD_W 1 LCD3 0.1uF PD9 B C29 10 BUTreset 10k RST 14 57 LCD_E 2 LCD4 NRST PD10 3 0.1uF 11 16 72 TMS DE R485 3 LCD5 PC1/MDC PA13/JTMS/SWDIO TMS RS485_CNT 2 12 25 76 TCK RE 120 LCD6 SW-PB PA2/MDIO PA14/JTCK/SWCLK TCK RJ12_IN_1 13 Crst 32 77 TDI LCD7 PA7/CRS_DV PA15/JTDI TDI GND GND 14 GND GND 0.1uF 33 89 TDO PC4/RXD0 PB3/JTDO TDO USART1_RX 1 7 15 3.3V_CPU 34 90 TRST R B 680 PC5/RXD1 PB4/JNTRST TRST 5 16 33 R2 47 GND GND PB10/RXER 48 38 R4852 LCD PB11/TXEN PE7 58 3.3V_CPU DS75176BT 51 STM32F407VET6 PD11 GND PB12/TXD0 59 3.3V_CPU GND 52 PD12 PB13/TXD1 60 I2C1_RESET 3.3V_CPU 53 PD13 PB14/nINT 92 I2C1_SCL RHB1 R7 24 I2C1_SCL/PB6 PA1/REF_CLK 93 I2C1_SDA 10k RHB2 HB01 GND 67 I2C1_SDA/PB7 PA8/MCO1 63 BUTTON1 10k RHB3 10K PC6 4 37 64 BUTTON2 10k R8 PB2/BOOT1 PC7 3 GND 94 65 BUTTON3 BOOT0 PC8 2 10K 66 RS485_CNT 8 PC9 1 PC14/OSC_32IN 69 USART1_RX 9 PA10/UART1_RX PC15/OSC_32OUT 68 USART1_TX Header 4X1 3.3V_CPU PA9/UART1_TX GND 12 49 OSC_IN VCAP_1 13 73 OSC_OUT VCAP_2 R32312 R32311 R32313 C12 4k7 2 C13 4k7 U4 4k7 R32314 R10 0.1uF 0.1uF 3.3V_CPU 3.3V_CPU_A I2C1_SCL 16 3 4k7 VBAT VDD_1 VDD_2 VDD_3 VDD_4 VDD_5 VDD_6 VSS_2 VSS_3 VSS_4 VSS_5 VDDA VSSA VREF+ FB1 SCL INT/SQW 150 I2C1_SDA 15 1 XT1 SDA 32kHz I2C1_RESET 4 VCC 14 6 Ferrit bead RST VBAT XT2-32.768KHz 50 75 28 11 19 74 99 27 10 22 C17 20 21 C14 GND GND 8 11 100 C26 C25 NC NC 1 2 1 0.1uF 0.1uF 5 10 8MHz 10uF 10uF 3.3V_CPU NC NC C19 6 9 BT2 + C27 C28 NC NC - C8 C7 0.1uF R11 7 12 3V 22pF 22pF NC GND NC 15pF 15pF GND C15 0 2 3.3V_CPU C30 DS3231_RTC C20 GND GND 0.1uF GND 13 GND D4 0.1uF GND AGND GND 1uF GND AGND AGND 3.3V_CPU C21 U9 3.3V_CPU_A 3V3_CPU C16 GND 0.1uF 6 2 3.3V_CPU Vout Vin GND 3.3V_CPU C22 10uF 0.1uF GND AGND C18 REF2.5 0.1uF 3.3V_CPU C23 4 1 AGND 0.1uF BT1 + 3V - BAT54C GND C24 3.3V_CPU 0.1uF 2 3.3V_CPU GND GND Hình P2.5. Sơ đồ nguyên lý khối CPU của thiết bị đo mưa 121
  14. Phụ lục 3. Các kết quả đo với mô hình thử nghiệm với viên bi sắt 123
  15. Hình P3.1. Các kết quả đo với mô hình thử nghiệm viên bi sắt 125
  16. 4. Lắp mạch phát quang với LED 650nm lên trên ba lò xo chống với vít hiệu chỉnh M3 vào giá bắt mạch tại cụm thấu kính. 5. Đặt chiết áp VR về giá trị thấp nhất rồi cấp nguồn cho khối phát 650nm. Điều chỉnh chiết áp VR lên cho tới khi dòng trung bình qua LED có giá trị: ILED ≈ 40mA ÷ 45mA. 127
  17. 9. Cố định dây cấp nguồn, đóng nắp sau ống, xiết chặt cốt khóa dây chống nước và hoàn tất phần lắp đặt và hiệu chỉnh khối phát quang. 129
  18. định màn chắn chứa khe nhạy sáng và thấu kính hội tụ vào khung đỡ thành một khối thống nhất. 4. Lắp cụm thấu kính hội tụ vào khung chuyển tiếp bởi ba vít M3 còn lại rồi tiếp tục gắn phần giá đỡ mạch thu thành bộ khung giá chính. 5. Lắp mạch thu tín hiệu quang lên trên ba lò xo chống với vít hiệu chỉnh M3 vào giá bắt mạch tại cụm thấu kính. 131
  19. 8. Điều chỉnh chiết áp VR2 để thay đổi hệ số khuếch đại U1 sao cho có biên dạng và đạt giá trị tại lối ra như hình sau: 9. Đo lối ra sau khâu nắn toàn sóng chính xác và xác định giá trị điện áp ra U. Lần lượt che từng khe để lấy các giá trị U1, U2 đồng thời tinh chỉnh lại hệ quang và giá trị các linh kiện sao cho: U1 + U2 ≈ U. 133
  20. Phụ lục 5. Module phần mềm tính toán các tham số hạt mưa và trận mưa void Pulse_process3(uint16_t * data_arr, uint8_t impul_find_flag){ // Khai báo các biến char buffer4[4]; uint16_t i=0; int16_t ld=0; uint16_t ADC_2_data; uint32_t j=0; uint8_t lp01,lp02,lToCheckvv; uint32_t ip01,ip02,ip03,ivmt,imax,jj,ivm2; uint16_t valmax1, valmax2,valinmin, valtec, valhold; float valfind=0.02, vrlp1=0.88; float valvv,vt088,vt075,vt05,vt025; uint32_t iv088m1,iv075m1,iv05m1,iv025m1,iv088m2,iv075m2,iv05m2,iv025m2; uint32_t jposn; uint8_t imult=7; float vt088plus,RelWd,ldis,kinn,bn1,bn2,reld05,reld075; float flbetw; uint32_t iv075m3,iv05m3,iv025m3,iv075m4,iv05m4,iv025m4,fADC,tsum,jsmax2; uint16_t ivalfind,iind,ird,jph,jjj; float htec,vtec,vspt,vind,klvs; uint8_t mdi,mni,iii; int16_t dtlft,dtrgt; uint32_t iminMD, iforvel; float valmd ; float diamv,atov,aa0,aa1,aa2,tol,diama; int16_t ipleft, ipright, valLL; float da0, da1,da2, sm; uint16_t sqphrec, klbets; 135
  21. // Xử lý mảng dữ liệu đo được, xác dạng xung và các hệ số // search 1 ipleft=0; valtec=data_arr[0]; for (j=0; j valLL) { ipleft=j; break; }; }; ipright=imax-1; for (j=imax-1; j>1; j ) { if (data_arr[j]>valLL) { ipright=j; break; }; }; valtec=data_arr[ipleft]; for (i=ipleft; i valtec) { valtec=data_arr[i]; ivmt=i; } else { sm=0; for (j=i; j<=(i+10); j++){ if (j<=imax-1){ sm=sm+data_arr[j]; }; }; 137
  22. jj=ivmt-j; if (data_arr[jj]<vt075) { iv075m1=jj; break; }; }; iv05m1=iv075m1; for (j=0; j<=iv075m1; j++) { jj=iv075m1-j; if (data_arr[jj]<vt05) { iv05m1=jj; break; }; }; iv025m1=iv05m1; for (j=0; j<=iv05m1; j++) { jj=iv05m1-j; if (data_arr[jj]<vt025) { iv025m1=jj; break; }; }; // search 4 // search levs 0.25, 0.5, 0.75 // from Max1 to end 139
  23. if (data_arr[j] =0) { if ((dtlft-dtrgt)<0.25*(dtlft+dtrgt)) { klvs=0.93; mdi=20; mni=2; }; }; if ((dtlft-dtrgt)<0) { if ((-dtlft+dtrgt)<0.25*(dtlft+dtrgt)) { klvs=0.93; mdi=20; mni=2; }; 141
  24. jsmax2=iv05m2; mdi=22; mni=2; }; }; if ((dtlft-dtrgt) =0) { if ((dtlft-dtrgt)<0.25*(dtlft+dtrgt)) { klvs=0.4; jsmax2=iv025m2; mdi=23; mni=2; }; }; if ((dtlft-dtrgt)<0) { if ((-dtlft+dtrgt)<0.25*(dtlft+dtrgt)) 143
  25. { sm=0; for (jj=1; jj 0) { sm=sm+data_arr[i]; }; }; sm=0.1*sm; if (sm =ivm2) { goto m22; }; 145
  26. if (data_arr[j]<vt025) { iv025m3=j; break; }; }; // search levs 0.75, 0.5, 0.25 // from Max2 to the initial point iv075m4=ivm2; for (j=0; j<=ivmt; j++) { jj=ivm2-j; //jph=(get_first_pointer()+jj)%DATA_ARR_SIZE; if (data_arr[jj]<vt075) { iv075m4=jj; break; }; }; iv05m4=iv075m4; for (j=0; j<=iv075m4; j++) { jj=iv075m4-j; //jph=(get_first_pointer()+jj)%DATA_ARR_SIZE; if (data_arr[jj]<vt05) { iv05m4=jj; break; }; }; 147
  27. if (diamc =1000000.0)vsum=0.0;// Quyen add if( diamc !=0){ hsum = vsum/sqphrec;//mm } if (hsum>=1000000)hsum=0.0;// Quyen add m22:; // this is if 1 puls only 149