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，遙測終端機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：該遙測終端機主要功能是將各個測量點的流速流量信息進行匯總計算，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)極其性能指標(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，只需要最低水位3CM就可以監(jiān)測。

產(chǎn)品特點：

Ø 寬量程：0.02-5m/s(流速)

Ø 分辨率可達1mm/s（流速）

Ø 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。

Ø 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。

Ø 內(nèi)部自帶高精度溫度傳感器可用于水溫測量和聲速補償。

Ø 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。

Ø 防腐蝕外殼設(shè)計，能夠在惡劣環(huán)境下長期工作。

Ø 可提供瞬時流量值和累積流量值。

Ø 無機械轉(zhuǎn)動部件，不存在泥沙堵塞或水草、雜物纏繞等問題，最適用于泥沙懸浮物含量高，水草等漂浮物多的河流中測量。

Ø 測量線性，出廠已校準(zhǔn)長期使用也無需校準(zhǔn)。

Ø 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（可擴展）

防護等級：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

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)相機抓拍上傳。

遠程管理功能：支持遠程配置，遠程升級，遠程重啟等遠程維護功能。

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，可永久存儲歷史數(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

支持最高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，具有反接保護和短路保護功能。

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，支持最大256G TF卡。

供電電壓：6-24V。

功 耗 ：待機電流<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

溫度補償： 自動溫度補償(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℃

溫度補償： 自動溫度補償（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℃

溫度補償： 自動溫度補償(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)進行解析。