1、本研究是在2009年度高等學校博士學科點專項科研基金“基于空氣、冰與水的物理特性差異檢測方法在冰水情信息全天候自動監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用機理研究(項目編號：20091402110004)”和2009年山西省研究生優(yōu)秀創(chuàng)新項目‘GSM／GPRS黃河河道冰、水情及冰凌災(zāi)害遠程遙測系統(tǒng)的研制(項目編號：80010402100171)”資助下進行的一項技術(shù)應(yīng)用研究．海洋、湖泊、河流、水庫水冬季結(jié)冰是一種正常的物理現(xiàn)象，但是嚴重的冰凍災(zāi)害將給水上工程建筑

2、設(shè)施、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、水上運輸及作業(yè)的正常運行帶來不同程度的危害。近年來由于氣候變化異常，不斷發(fā)生的凌汛災(zāi)害，海冰災(zāi)害嚴重的影響了國民的經(jīng)濟發(fā)展和人民的正常生活，甚至威脅到人們的生命財產(chǎn)安全。實現(xiàn)冰凌和海冰的自動化檢測就可以對凌汛和海冰災(zāi)害進行預警，將災(zāi)害帶來的損失降到最低。冰層厚度是表征冰情變化的關(guān)鍵物理參數(shù)，本文應(yīng)用空氣、冰與水的電容特性差異的冰層厚度檢測原理，在對原有電容式冰厚傳感器進行了改進和完善的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套基于電容數(shù)字轉(zhuǎn)換

3、器PS02]的電容式冰層厚度檢測系統(tǒng)。內(nèi)容主要包括以下幾個部分：
　　 ⑴通過查閱大量相關(guān)資料，對國內(nèi)外冰層厚度的檢測現(xiàn)狀和微小電容測量電路進行了詳細的分析與研究，論文選擇了基于空氣、冰與水的電容特性差異的冰層厚度檢測原理和基于PS02 I電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電容采集電路。
　　 ⑵針對黃河冰凌監(jiān)測應(yīng)用實際，使用項目組原有的電容式冰厚傳感器和電容測量儀進行了大量的工程現(xiàn)場檢測機理實驗，優(yōu)化了平行板電容傳感器的結(jié)構(gòu)，并通過電容

4、的理論計算和建模仿真．進一步證明了基于空氣、冰與水的電容特性差異的冰層厚度檢測原理的可行性。
　　 ⑶在理論分析和實驗基礎(chǔ)一亡設(shè)計了新的冰層厚度檢測系統(tǒng)并編寫了相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件。檢測系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用MSP430F169作為整個系統(tǒng)的主控制單片機，單片機控制片選電路依次選通平行板電容器的各對平行金屬電極，電容測量芯片．PS021將采集到的電容值通過SPI總線傳到單片機上，由單片機完成數(shù)據(jù)的計算、存儲等各項數(shù)據(jù)處理任務(wù)．數(shù)據(jù)