多普勒超聲波流量計(jì)在排水管網(wǎng)流量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

時(shí)間：2021-12-14作者：深圳市圣凱安科技有限公司瀏覽：143

多普勒超聲波流量計(jì)在排水管網(wǎng)流量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
一、目的：
實(shí)現(xiàn)城市地下管網(wǎng)在線式視頻監(jiān)控,為管道排污追源提供及時(shí)便捷的追查手段,同時(shí)對(duì)排污等違法行為提供監(jiān)控預(yù)警和*。二是管理人員、巡查人員能夠通過(guò)移動(dòng)終端查看實(shí)時(shí)視頻,實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地監(jiān)控管道排污狀況,可智能分析人員軌跡,輔助河道巡查考核,輔助違法抓拍。三是可通過(guò)視頻監(jiān)控手段,加以智能化分析,在末端截污、點(diǎn)位治理、源頭治理、河道系統(tǒng)治理上形成高效、可視化、平臺(tái)化、信息化的治理方法,為滇池保護(hù)治理提供有針對(duì)性的決策依據(jù)。

二、整體系統(tǒng)
據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人員反饋，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)排污口進(jìn)行監(jiān)測(cè)，管網(wǎng)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：建議采用鋰電池供電系統(tǒng)或者是太陽(yáng)能供電。5分鐘上傳一次數(shù)據(jù)的話，鋰電池可以滿足連續(xù)2-3個(gè)月供電。太陽(yáng)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(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器，可以通過(guò)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(yáng)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(yáng)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)較其性能指標(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(guò)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(guò)流面積S，流體的流量公式為：
Q= V×S
其中V- - - -流速 S- - - -過(guò)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(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
（4）無(wú)水頭損失，不會(huì)對(duì)水流造成阻礙。
（5）設(shè)備整體高度3CM，只需要較低水位3CM就可以監(jiān)測(cè)。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
寬量程：0.02-5m/s(流速)
分辨率可達(dá)1mm/s（流速）
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。
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。
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。
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。
防腐蝕外殼設(shè)計(jì)，能夠在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作。
可提供瞬時(shí)流量值和累積流量值。
無(wú)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(wèn)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(cè)量。
測(cè)量線性，出廠已校準(zhǔn)長(zhǎng)期使用也*校準(zhǔn)。
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(mén)限報(bào)警。
存儲(chǔ)功能：自帶flash存儲(chǔ)以及TF卡，可*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
支持較高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(mén)開(kāi)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(wú)凝露)。

五、管道安裝示意圖：




安裝注意事項(xiàng)：將探頭固定在L型支架上，把L型支架放入管道內(nèi)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。
L型支架尺寸圖：



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.氨氮傳感器
測(cè)離子銨氮NH4+
（離子選擇電極法，免藥劑）
- 0~100.00mg/L NH4-N
- 精度：測(cè)量值的±10%，或者±
2mg/L，以大者為準(zhǔn)
- 內(nèi)置溫度補(bǔ)償
- 信號(hào)輸出：Rs-485 （Modbus/RTU）
- 線纜長(zhǎng)度可選
- 防護(hù)等級(jí)IP68

3.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

4.一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。遙測(cè)終端機(jī)支持的協(xié)議是SL651-2014 水文通訊規(guī)約。


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• 詞條

  詞條說(shuō)明

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