河道流量監測解決方案

2021-01-12 德希

一、目的:

現場為人工修建渠道,渠道斷面較小,泥沙含量較低,因此考慮使用都卜勒超聲波流量計,可以同時監測水位,流速,流量,增加水質傳感器,常規的5參數以及COD,氨氮等參數,實時監控渠道內的水質情況,現場視頻實時查看現場情況,所有數據通過無線在平臺上面統一查看,最後在微信端或者電腦端查看分析。

二、整體系統:

據現場人員反饋,需要對現場的河道進行監測,河道、渠道中採用都卜勒超聲波流量計,同時監測水位,流速,流量,水質(PH,溶解氧,電導率,濁度,水溫,COD,氨氮等),統一連接遙測終端機,遙測終端機插卡或者有線上傳至德希雲平臺,在微信端或者電腦端可隨時共享數據。

供電:建議採用太陽能供電系統或者是市電供電。5分鐘上傳一次數據的話。太陽能供電適合一些長期監測的場合,可滿足連續陰雨天一個月的情況下數據正常供電。

三、方案整體由以下幾個部分組成:

1.DX-LSX-1都卜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.水質傳感器:PH,溶解氧,電導率,濁度,水溫,COD,氨氮等

3.DX-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無線網絡發送到伺服器,可以通過德希雲平臺(免費)或者數據接收軟體(收費、且要求客戶有固定IP的伺服器)查看實時的水位、流量信息。(也可以採用DX100C通用型數字控制器)

4.太陽能電池板和蓄電池:主要用於傳感器探頭和遙測終端機供電,一般採用38AH/12V蓄電池和40W太陽能電池板供電,默認5分鐘採集一次。

5.鍍鋅鋼管:用於線纜走線。

6.設備機箱:用於放置控制器、電池、充電器、信號防雷器等。

7.安裝支架:用於將流量計探頭固定於渠道內部。

8.其他必要設備(電源,地籠,基礎等)。

9.德希雲平臺

四、硬體產品的參數極其性能指標:

1、都卜勒超聲波流量計

都卜勒超聲波流量計測量原理:

都卜勒超聲波流量計流速測量基於都卜勒效應,探頭斜向上發出一束超聲波,超聲波在流體中傳播,流體中會含有氣泡或者顆粒等雜質(可以認為流體中的雜質和水流的速度一致),當超聲波接觸到流體中的雜質時會使反射的超聲波產生都卜勒頻移Δf, 都卜勒頻移Δf正比於流速。通過測量都卜勒頻移Δf即可測量出流體的流速。

多普超聲波流量計採用速度面積法測流,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,預先在控制器設置的渠道參數,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

由於採用了速度面積法測流,其可以適用於任何形態的斷面。

優點:

(1)測量精度高,流速精度可達測量流速的±1%。

(2)採用速度面積法測流, 可以適用於各種形態斷面或者非規則斷面的水流量測量 。使用簡單,只需要將設備固定在渠道裡面即可完成測量。

(3)能夠測流低至2cm/s的流速,是其他流量傳感器無法實現的。

(4)無水頭損失,不會對水流造成阻礙。

(5)設備整體高度3CM,只需要最低水位3CM就可以監測。

產品特點:

●寬量程:0.02-5m/s(流速)

●解析度可達1mm/s(流速)

●高響應時間,打破以往需要長時間才能得到流速流量的,測量結果時時刷 新。

●速度面積法流量測量,適合滿管及非滿管,可自由設定斷面水位關係。

●內部自帶高精度溫度傳感器可用於水溫測量和聲速補償。

●流體力學外殼設計,對水體流態影響小,不影響測量精度。

●防腐蝕外殼設計,能夠在惡劣環境下長期工作。

●可提供瞬時流量值和累積流量值。

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

●測量線性,出廠已校準長期使用也無需校準。

●配有數據接收軟體,可讀取實時數據和累計數據。

技術參數:

流速:

測量範圍:0.02-5m/s

精度:1.0%±1cm/s

解析度:1mm/s

水深:

測量範圍:0m-10m

精度:±1cm

解析度:1mm

溫度:

測量範圍:-10℃-60℃

精度:±0.5℃,

解析度:0.1℃

流量:

測量範圍:0.001m/h-999999999 m/h(根據斷面可以增加)

精度:±3%(根據斷面流態有所不同)

解析度:0.0001 m/s

電源:直流10V-24V

工作電流:12V 小於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℃(不結冰)

存儲溫度:-10℃-70℃

設備材質:灰色PVC

2、遙測終端機

●通信功能:支持GPRS,短消息,衛星,433,乙太網等多種通信方式。

●工作模式:支持實時在線以及定時喚醒等工作方式。

●採集功能:水位,雨量,溫溼度,水文,流速,流量,風速風向,閘位,電池電壓等數據,其它傳感可定製。

●圖片抓拍功能:支持4個工業相機抓拍上傳。

●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,可永久存儲歷史數據,掉電不丟失。

●本地配置:本地支持USB以及WIFI配置,數據查詢,歷史數據導出。

●支持多3個中心,可實現「一包多投」功能

●支持最高256GB容量TF卡,可作為海量數據存儲器使用。

●寬電壓設計,具有反接保護和短路保護功能。

●所有輸入輸出埠採用抗雷擊設計,可省缺外置防雷保護模塊。

●支持主備信道切換,以及GPRS簡訊同時上報(簡訊內容格式可定製)。

●安全報警功能:支持櫃門開啟報警

●硬體配置:2路RS485接口,1路TTL串口(可用作IO接口,外接單總線溫溼度傳感器,控制繼電器等),SDI接口,1路IO接口,1路脈衝輸入接口,1路脈衝雨量計接口,2路模擬量4-20mA接口,1路乙太網接口(可外接多種轉換模塊),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)。

●工作環境:溫度-30~60℃,溼度:<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,對於環境比較惡劣的場合L型支架相應更改形態,避免橫穿管道。

使用案例:

六、主要設備技術參數:

1.PH傳感器技術參數

量程範圍:0~14pH

解析度: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,其它長度可定製

校準方式: 兩點校準

功耗: <0.5W

2.溶解氧傳感器技術參數

測量原理: 螢光法

量程範圍: 0~20mg/L(0~200%飽和度)

解析度: 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: 兩點校準

螢光帽壽命: 保證使用一年(正常使用下)

傳感器外殼材料: POM和316L不鏽鋼

3.電導率傳感器技術參數

量程範圍和解析度: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: ABS/SUS316L(默認)/PVDF/PVC (可定製)

安裝方式: 浸入式安裝,3/4" NPT管螺紋

功 耗: <0.5W

4.濁度傳感器技術參數

測量原理: 散射光法

量程範圍: 0~1000NTU或0~100NTU

解析度: 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傳感器技術參數

測量原理: 雙波長紫外吸收法

COD量程範圍: 0-100mg/L equiv. KHP

COD精度: ±5%F.S.

COD解析度: 0.1mg/L

濁度量程範圍: 0-100NTU

濁度精度: ±5%F.S.

濁度解析度: 0.1NTU

校準方式: 兩點校準

輸出方式: RS-485總線,Modbus/RTU協議

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,其它長度可定製

傳感器外殼材料: POM和316L不鏽鋼

6.一體式汙泥濃度傳感器

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

測量範圍:0.01~20000 mg/L、0.01~45000 mg/L 、0.01~120000 mg/L

測量精度:小於測量值的±5%(取決於汙泥同質性)

流速:≤2.5m/s、8.2ft/s

壓力範圍:≤0.4MPa

存儲溫度:-15~65℃

測量環境溫度:0~45℃

校準:樣品校準、斜率校準

電纜長度:10米,其它長度可定製

七、德希雲平臺:

德希雲數據展示平臺:主要用於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,全部站點實時數據的查看,單個站點的實時數據、歷史數據、報表、曲線、歷史數據導出、歷史曲線的導出。該平臺可以免費使用,如需自建平臺可以對數據進行解析。遙測終端機支持的協議是SL651-2014 水文通訊規約。

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