河道流量監(jiān)測(cè)解決方案

一、目的

現(xiàn)場(chǎng)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(jì)，可以同時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)監(jiān)控渠道內(nèi)的水質(zhì)情況，現(xiàn)場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)情況，所有數(shù)據(jù)通過無線在平臺(tái)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(chǎng)人員反饋，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的河道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，河道、渠道中采用多普勒超聲波流量計(jì)，同時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)終端機(jī)，遙測(cè)終端機(jī)插卡或者有線上傳至云平臺(tái)，在微信端或者電腦端可隨時(shí)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(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合，可滿足連續(xù)陰雨天一個(gè)月的情況下數(shù)據(jù)正常供電。

三、方案整體由以下幾個(gè)部分組成

1.AMT-LSX-1多普勒超聲波流量計(jì)探頭：該探頭可同時(shí)測(cè)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(cè)終端機(jī)：該遙測(cè)終端機(jī)主要功能是將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的流速流量信息進(jìn)行匯總計(jì)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(tái)（免費(fèi)）或者數(shù)據(jù)接收軟件（收費(fèi)、且要求客戶有固定IP的服務(wù)器）查看實(shí)時(shí)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(cè)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(hào)防雷器等。

7.安裝支架：用于將流量計(jì)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(tái)

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(jì)

多普勒超聲波流量計(jì)測(cè)量原理：

多普勒超聲波流量計(jì)流速測(cè)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(huì)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(shí)會(huì)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(cè)量多普勒頻移Δf即可測(cè)量出流體的流速。

多普超聲波流量計(jì)采用速度面積法測(cè)流，利用超聲波流速傳感器測(cè)量流速V，利用壓力式水位計(jì)測(cè)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(dòng)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(shí)流量

由于采用了速度面積法測(cè)流，其可以適用于任何形態(tài)的斷面。

優(yōu)點(diǎn)：

（1）測(cè)量精度高，流速精度可達(dá)測(cè)量流速的±1%。

（2）采用速度面積法測(cè)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(cè)量 。使用簡(jiǎn)單，只需要將設(shè)備固定在渠道里面即可完成測(cè)量。

（3）能夠測(cè)流低至2cm/s的流速，是其他流量傳感器無法實(shí)現(xiàn)的。

（4）無水頭損失，不會(huì)對(duì)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(cè)。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

Ø 寬量程：0.02-5m/s(流速)

Ø 分辨率可達(dá)1mm/s（流速）

Ø 高響應(yīng)時(shí)間，打破以往需要長(zhǎng)時(shí)間才能得到流速流量的，測(cè)量結(jié)果時(shí)時(shí)刷新。

Ø 速度面積法流量測(cè)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(cè)量和聲速補(bǔ)償。

Ø 流體力學(xué)外殼設(shè)計(jì)，對(duì)水體流態(tài)影響小，不影響測(cè)量精度。

Ø 防腐蝕外殼設(shè)計(jì)，能夠在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作。

Ø 可提供瞬時(shí)流量值和累積流量值。

Ø 無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)量。

Ø 測(cè)量線性，出廠已校準(zhǔn)長(zhǎng)期使用也無需校準(zhǔn)。

Ø 配有數(shù)據(jù)接收軟件，可讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和累計(jì)數(shù)據(jù)。

技術(shù)參數(shù)：

流速：

測(cè)量范圍：0.02-5m/s

精度：1.0%±1cm/s

分辨率：1mm/s

水深：

測(cè)量范圍：0m-10m

精度：±1cm

分辨率：1mm

溫度：

測(cè)量范圍：-10℃-60℃

精度：±0.5℃，

分辨率：0.1℃

流量：

測(cè)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(hào)：RS485（Modbus-RTU）

存儲(chǔ)容量：2M（可擴(kuò)展）

防護(hù)等級(jí)：IP68

工作溫度：0℃-60℃（不結(jié)冰）

存儲(chǔ)溫度：-10℃-70℃

設(shè)備材質(zhì)：灰色PVC

2、遙測(cè)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(shí)時(shí)在線以及定時(shí)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(gè)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(jí)，遠(yuǎn)程重啟等遠(yuǎn)程維護(hù)功能。

報(bào)警功能：水位雨量，門限報(bào)警。

存儲(chǔ)功能：自帶flash存儲(chǔ)以及TF卡，可永久存儲(chǔ)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(gè)中心，可實(shí)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(chǔ)器使用。

寬電壓設(shè)計(jì)，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(jì)，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(shí)上報(bào)（短信內(nèi)容格式可定制）。

安全報(bào)警功能：支持柜門開啟報(bào)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(jì)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(chǔ)容量：16M，支持最大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(xiàng)：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(duì)水流方向，對(duì)于環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)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(dòng)溫度補(bǔ)償(NTC)

供電： 12VDC～24VDC ±10%

信號(hào)輸出： RS-485(Modbus/RTU)

安裝方式： 浸入式安裝，3/4" NPT螺紋

線纜長(zhǎng)度： 5米，其它長(zhǎng)度可定制

校準(zhǔn)方式： 兩點(diǎn)校準(zhǔn)

功耗： ＜0.5W

2.溶解氧傳感器技術(shù)參數(shù)

測(cè)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(dòng)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(chǔ)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(diǎn)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(cè)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(dòng)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(cè)量原理： 雙波長(zhǎng)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(diǎn)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(chǔ)溫度： -5～65℃

防護(hù)等級(jí)： IP68

安裝方式： 浸入式安裝

線纜長(zhǎng)度： 5米，其它長(zhǎng)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(zhǎng)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(jí):IP68/NEMA6P

測(cè)量范圍:0.01～20000 mg/L、0.01～45000 mg/L 、0.01～120000 mg/L

測(cè)量精度:小于測(cè)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(chǔ)溫度:-15～65℃

測(cè)量環(huán)境溫度：0～45℃

校準(zhǔn)：樣品校準(zhǔn)、斜率校準(zhǔn)

電纜長(zhǎng)度：10米，其它長(zhǎng)度可定制

七、云平臺(tái)：

云數(shù)據(jù)展示平臺(tái)：主要用于展示各個(gè)站點(diǎn)的水位、流速、流量等信息。其功能為：站點(diǎn)的管理，全部站點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查看，單個(gè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表、曲線、歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出、歷史曲線的導(dǎo)出。該平臺(tái)可以免費(fèi)使用，如需自建平臺(tái)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。