河道流量監(jiān)測解決方案

時間：2021-12-13作者：深圳市圣凱安科技有限公司瀏覽：53

河道流量監(jiān)測解決方案
一、目的
現(xiàn)場為人工修建渠道，渠道斷面較小，泥沙含量較低，因此考慮使用多普勒超聲波流量計，可以同時監(jiān)測水位，流速，流量，增加水質(zhì)傳感器，常規(guī)的5參數(shù)以及COD，氨氮等參數(shù)，實時監(jiān)控渠道內(nèi)的水質(zhì)情況，現(xiàn)場視頻實時查看現(xiàn)場情況，所有數(shù)據(jù)通過無線在平臺上面統(tǒng)一查看，最后在微信端或者電腦端查看分析。



二、整體系統(tǒng)
據(jù)現(xiàn)場人員反饋，需要對現(xiàn)場的河道進(jìn)行監(jiān)測，河道、渠道中采用多普勒超聲波流量計，同時監(jiān)測水位，流速，流量，水質(zhì)（PH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、水溫、COD、氨氮等），統(tǒng)一連接遙測終端機(jī)，遙測終端機(jī)插卡或者有線上傳至云平臺，在微信端或者電腦端可隨時共享數(shù)據(jù)。
供電：建議采用太陽能供電系統(tǒng)或者是市電供電。5分鐘上傳一次數(shù)據(jù)的話。太陽能供電適合一些長期監(jiān)測的場合，可滿足連續(xù)陰雨天一個月的情況下數(shù)據(jù)正常供電。



三、方案整體由以下幾個部分組成
1.AMT-LSX-1多普勒超聲波流量計探頭：該探頭可同時測量水位、流速、流量、水溫。



2.水質(zhì)傳感器：PH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、水溫、COD、氨氮等。
3.AMT-RTU-1遙測終端機(jī)：該遙測終端機(jī)主要功能是將各個測量點的流速流量信息進(jìn)行匯總計算，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器，可以通過云平臺（免費）或者數(shù)據(jù)接收軟件（收費、且要求客戶有固定IP的服務(wù)器）查看實時的水位、流量信息。（也可以采用DX100C通用型數(shù)字控制器）



4.太陽能電池板和蓄電池：主要用于傳感器探頭和遙測終端機(jī)供電，一般采用38AH/12V蓄電池和40W太陽能電池板供電，默認(rèn)5分鐘采集一次。
5.鍍鋅鋼管：用于線纜走線。
6.設(shè)備機(jī)箱：用于放置控制器、電池、充電器、信號防雷器等。
7.安裝支架：用于將流量計探頭固定于渠道內(nèi)部。
8.其他必要設(shè)備（電源，地籠，基礎(chǔ)等）。
9.云平臺



四、硬件產(chǎn)品的參數(shù)較其性能指標(biāo)：
1、多普勒超聲波流量計
多普勒超聲波流量計測量原理：



多普勒超聲波流量計流速測量基于多普勒效應(yīng)，探頭斜向上發(fā)出一束超聲波，超聲波在流體中傳播，流體中會含有氣泡或者顆粒等雜質(zhì)（可以認(rèn)為流體中的雜質(zhì)和水流的速度一致），當(dāng)超聲波接觸到流體中的雜質(zhì)時會使反射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移Δf， 多普勒頻移Δf正比于流速。通過測量多普勒頻移Δf即可測量出流體的流速。
多普超聲波流量計采用速度面積法測流，利用超聲波流速傳感器測量流速V，利用壓力式水位計測量水位H，預(yù)先在控制器設(shè)置的渠道參數(shù)，控制器可以利用水位自動換算出過流面積S，流體的流量公式為：
Q= V×S
其中V- - - -流速 S- - - -過流面積Q- - -瞬時流量
由于采用了速度面積法測流，其可以適用于任何形態(tài)的斷面。
優(yōu)點：
（1）測量精度高，流速精度可達(dá)測量流速的±1%。
（2）采用速度面積法測流， 可以適用于各種形態(tài)斷面或者非規(guī)則斷面的水流量測量 。使用簡單，只需要將設(shè)備固定在渠道里面即可完成測量。
（3）能夠測流低至2cm/s的流速，是其他流量傳感器無法實現(xiàn)的。
（4）無水頭損失，不會對水流造成阻礙。
（5）設(shè)備整體高度3CM，只需要較低水位3CM就可以監(jiān)測。

產(chǎn)品特點：
寬量程：0.02-5m/s(流速)
分辨率可達(dá)1mm/s（流速）
高響應(yīng)時間，打破以往需要長時間才能得到流速流量的，測量結(jié)果時時刷新。
速度面積法流量測量，適合滿管及非滿管，可自由設(shè)定斷面水位關(guān)系。
內(nèi)部自帶高精度溫度傳感器可用于水溫測量和聲速補(bǔ)償。
流體力學(xué)外殼設(shè)計，對水體流態(tài)影響小，不影響測量精度。
防腐蝕外殼設(shè)計，能夠在惡劣環(huán)境下長期工作。
可提供瞬時流量值和累積流量值。
無機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，不存在泥沙堵塞或水草、雜物纏繞等問題，較適用于泥沙懸浮物含量高，水草等漂浮物多的河流中測量。
測量線性，出廠已校準(zhǔn)長期使用也*校準(zhǔn)。
配有數(shù)據(jù)接收軟件，可讀取實時數(shù)據(jù)和累計數(shù)據(jù)。

技術(shù)參數(shù)：
流速：
測量范圍：0.02-5m/s
精度：1.0%±1cm/s
分辨率：1mm/s
水深：
測量范圍：0m-10m
精度：±1cm
分辨率：1mm
溫度：
測量范圍：-10℃-60℃
精度：±0.5℃，
分辨率：0.1℃
流量：
測量范圍：0.001m3/h-999999999 m3/h（根據(jù)斷面可以增加）
精度：±3%（根據(jù)斷面流態(tài)有所不同）
分辨率：0.0001 m3/s
電源：直流10V-24V
工作電流：12V 小于0.1A
輸出信號：RS485（Modbus-RTU）
存儲容量：2M（可擴(kuò)展）
防護(hù)等級：IP68
工作溫度：0℃-60℃（不結(jié)冰）
存儲溫度：-10℃-70℃
設(shè)備材質(zhì)：灰色PVC

2、遙測終端機(jī)
通信功能：支持GPRS，短消息，衛(wèi)星，433，以太網(wǎng)等多種通信方式。
工作模式：支持實時在線以及定時喚醒等工作方式。
采集功能：水位，雨量，溫濕度，水文，流速，流量，風(fēng)速風(fēng)向，閘位，電池電壓等數(shù)據(jù)，其它傳感可定制。
圖片抓拍功能：支持4個工業(yè)相機(jī)抓拍上傳。
遠(yuǎn)程管理功能：支持遠(yuǎn)程配置，遠(yuǎn)程升級，遠(yuǎn)程重啟等遠(yuǎn)程維護(hù)功能。
報警功能：水位雨量，門限報警。
存儲功能：自帶flash存儲以及TF卡，可*存儲歷史數(shù)據(jù)，掉電不丟失。
本地配置：本地支持USB以及WIFI配置，數(shù)據(jù)查詢，歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
支持多3個中心，可實現(xiàn)“一包多投”功能
支持較高256GB容量TF卡，可作為海量數(shù)據(jù)存儲器使用。
寬電壓設(shè)計，具有反接保護(hù)和短路保護(hù)功能。
所有輸入輸出端口采用抗雷擊設(shè)計，可省缺外置防雷保護(hù)模塊。
支持主備信道切換，以及GPRS短信同時上報（短信內(nèi)容格式可定制）。
安全報警功能：支持柜門開啟報警
硬件配置：2路RS485接口，1路TTL串口（可用作IO接口，外接單總線溫濕度傳感器，控制繼電器等），SDI接口，1路IO接口，1路脈沖輸入接口，1路脈沖雨量計接口，2路模擬量4-20mA接口，1路以太網(wǎng)接口（可外接多種轉(zhuǎn)換模塊），2路12V可控電源輸出，1路5V可控電源輸出。
存儲容量：16M，支持較大256G TF卡。
供電電壓：6-24V。
功 耗 ：待機(jī)電流<1Ma(12V)。
工作電流<6Ma(12V)。
工作環(huán)境：溫度-30~60℃，濕度：<95%(無凝露)。
五、河道安裝示意圖



安裝注意事項：將探頭固定在L型支架上，把L型支架放入河道、渠道底部探頭正對水流方向，對于環(huán)境比較惡劣的場合L型支架相應(yīng)更改形態(tài)，避免橫穿管道。

使用案例：



六、主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)：
1.pH傳感器技術(shù)參數(shù)
量程范圍：0～14pH
分辨率：0.01pH
精度： ±0.1pH
工作溫度： 0～65℃
工作壓力： ＜0.2MPa
溫度補(bǔ)償： 自動溫度補(bǔ)償(NTC)
供電： 12VDC～24VDC ±10%
信號輸出： RS-485(Modbus/RTU)
安裝方式： 浸入式安裝，3/4" NPT螺紋
線纜長度： 5米，其它長度可定制
校準(zhǔn)方式： 兩點校準(zhǔn)
功耗： ＜0.5W
2.溶解氧傳感器技術(shù)參數(shù)
測量原理： 熒光法
量程范圍： 0～20mg/L(0～200%飽和度)
分辨率： 0.01mg/L，0.1℃
精度： ±2%F.S.，±0.5℃
溫度補(bǔ)償： 自動溫度補(bǔ)償（Pt1000）
輸出方式： RS-485總線，Modbus-RTU協(xié)議
工作條件： 0～45℃、<0.2MPa
存儲溫度： -5～65℃
安裝方式： 浸入式安裝
功耗： <0.5W
電源： 12～24VDC ±10%
校準(zhǔn)： 兩點校準(zhǔn)
熒光帽壽命： 保證使用一年（正常使用下）
傳感器外殼材料： POM和316L不銹鋼
3.電導(dǎo)率傳感器技術(shù)參數(shù)
量程范圍和分辨率：0～20μS/cm 0.01
0～200μS/cm 0.1
0～5000μS/cm 1
0～200 mS/cm 0.1
精度：±1.5%F.S.
工作壓力： ＜0.6MPa
供 電： 12VDC～24VDC ±10%
接液材質(zhì)： ABS/SUS316L(默認(rèn)）/PVDF/PVC (可定制）
安裝方式： 浸入式安裝，3/4" NPT管螺紋
功 耗： ＜0.5W
4.濁度傳感器技術(shù)參數(shù)
測量原理： 散射光法
量程范圍： 0～1000NTU或0～100NTU
分辨率： 0.1NTU，0.1℃
精度：±2%或±3NTU(0～1000NTU)±0.5℃
溫度補(bǔ)償： 自動溫度補(bǔ)償(Pt1000)
輸出方式： RS-485(Modbus/RTU)
工作條件： 0～50℃，<0.2MPa


5. COD傳感器技術(shù)參數(shù)
測量原理： 雙波長紫外吸收法
COD量程范圍： 0-100mg/L equiv. KHP
COD精度： ±5%F.S.
COD分辨率： 0.1mg/L
濁度量程范圍： 0-100NTU
濁度精度： ±5%F.S.
濁度分辨率： 0.1NTU
校準(zhǔn)方式： 兩點校準(zhǔn)
輸出方式： RS-485總線，Modbus/RTU協(xié)議
電源： 12～24VDC±10%
功耗： <0.5W
工作條件： 0～45℃、<0.2MPa
存儲溫度： -5～65℃
防護(hù)等級： IP68
安裝方式： 浸入式安裝
線纜長度： 5米，其它長度可定制
傳感器外殼材料： POM和316L不銹鋼
6.一體式污泥濃度傳感器
電源:12VDC
尺寸:直徑60mm×長度 256mm
重量:1.65Kg
材料:機(jī)身：SUS316L（普通版），鈦合金（海水版）；
上下蓋：PVC ；
線纜：PVC
防水等級:IP68/NEMA6P
測量范圍:0.01～20000 mg/L、0.01～45000 mg/L 、0.01～120000 mg/L
測量精度:小于測量值的±5%（取決于污泥同質(zhì)性）
流速:≤2.5m/s、8.2ft/s
壓力范圍:≤0.4MPa
存儲溫度:-15～65℃
測量環(huán)境溫度：0～45℃
校準(zhǔn)：樣品校準(zhǔn)、斜率校準(zhǔn)
電纜長度：10米，其它長度可定制

七、云平臺：
云數(shù)據(jù)展示平臺：主要用于展示各個站點的水位、流速、流量等信息。其功能為：站點的管理，全部站點實時數(shù)據(jù)的查看，單個站點的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報表、曲線、歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出、歷史曲線的導(dǎo)出。該平臺可以免費使用，如需自建平臺可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。遙測終端機(jī)支持的協(xié)議是SL651-2014 水文通訊規(guī)約。


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