流量、水位在线监测方案.docx

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1、流量、水位在线监测方案目录1概述2技术方案2.1 监测系统设计2.2 系统逻辑架构2.3 系统工作要求2.4 系统特点3声学多普勒流量计测量原理3.1 多普勒技术原理3.2 流速计算3.3 流量计算4主要产品介绍4.1 多普勒流量计4.2 鲁井综合采集仪84.3 NB-IOT型智能终端94.4 遥测终端机104.5 雷达水位计4.6 压力水位计5安装设计5.1 安装要求5.2 雨污排水管网应用案例5.3 河道和明渠应用案例5.4 适用场景6售后服务方案6.1 质保期内售后服务优惠承诺6.2 质保期外的售后服务优惠承诺6.3 有偿服务条款7流量和水位监测系统配置清单1概述全球气候变化产生了城市热

2、岛、雨岛效应，城市极端气象事件越来越多，极端暴雨天气的频率、强度也在逐年上升。暴雨事件的增加并叠加城市化的水文畸变效应，导致城市积水灾害频发，城市“看海”现象屡屡上演。城市人口和GDP密集，一旦成灾，损失严重。2012年7月21口，北京遭遇61年来最强暴雨，单日降雨量达460毫米，导致市区大面积内涝，受害面积16000平方公里，导致160万人受灾，77人遇难，1万多辆车受损，经济损失超过百亿元。由于强降水或连续性降水超过城市排水管网的排水能力，致使城市内产生积水灾害；雨水管网在长时间运行后，会发生管道堵塞、变形、脱节、断裂等，产生渗漏，浪费水源；明渠、河流和污水管网在长时间运行后，内部会有很多

3、的淤泥、漂浮物等，淤堵到一定程度就会发生污水倒灌等情况，污染周边和地下水环境。为了及时准确的掌握城市给排水管网的运行特征，需要对其液位、流速及流量等多种基本运行参数进行测量，获取连续的液位、流速及流量数据，掌握其变化规律，通过这些基础数据的瞬时分析、统计计算、模型模拟，可以全面地进行系统现状诊断与评估，为各项研究工作的开展奠定坚实的数据基础。2技术方案2.1 监测系统设计城市排水管网信息化监测系统是以流量监测仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量、自动控制技术、计算机应用技术、以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。本系统主要由：流速传感器部分、水位传感器部分、数

4、据处理主机、数据传输系统、应用层等部分组成。传感部分是信息化的基础，主要实现城区水雨情采集和排水过程监测监控。测量主机主要实现站点编辑、断面输入、各类数据汇集、存储、管理和计算。远程传输系统主要是通过RTU所进行的数据传输功能，对所关心的数据进行上传至数据中心，应用层在信息资源中心的基础上提供综合信息服务、工程运行维护管理和信息展示等功能，为城市排水防涝工程调度提供科学依据。2.2 系统逻辑架构系统逻辑结构由下至上分为数据采集层（城市水文排水管网流量在线监测系统由现场采集单元、数据处理单元（测量主机）、通信网络和监控中心数据服务平台组成。首先由声学多普勒流量计测量流体流速、水位、水温和流量，遥

5、测终端RTU将数据通过GPRS/NB网络传输至流量监测中心，监测中心结合相应的监控及分析软件可实时对现场数据可视化监测，实现系统运行无人值守、有人管理的模式。如下图3-1所示。图3-1系统逻辑架构图2.3 系统工作要求本流量监测系统设计合理、可靠、实用、经济，运行维护简单方便，满足流量的实时连续监测和远程监控的要求，便于管理人员能够及时准确地掌握其管网排水水流量状况，实现流量自动实时监测、远程监控的目的。2.4 系统特点该系统是根据流量监测要求量身定制的一套在线监测解决方案，方案具备科学合理性、前瞻性和可扩展性、符合实际需求且操作性强等特点。3声学多普勒流量计测量原理3.1 多普勒技术原理超声

6、波多普勒流量计的测量原理是利用了物理学中的多普勒效应，当声源和观察者之间有相对运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比。在超声波多普勒流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒起与声源存在相对运动，它把接收到的超声波部分反射回与超声波发射器一起布设的超声波接收器。由于流体中固体颗粒运动产生了多普勒效应，发射的声波与接收的声波之间存在频率差，此频率差正比于颗粒物所在位置的流体流速，所以测量频差可以求得流速。因断面内流速分布不均，传感器分布式布设的原理是在断面的不同位置分别布设测速探头，尽可能测量到不同位

7、置的代表性流速，通过科学的算法获得断面的平均流速，相对单一测速探头起到提升流量监测精度的作用。超声波多普勒流量测量的必要条件是：被测流体介质应是含有一定数量能反射声波的固体粒子或气泡等的两相介质。这个工作条件成为它测量天然水体或者高含各种颗粒物和复杂成份的城市排水、污水等水体的一大优点，解决了传统流量计难以解决的问题，弥补了水文传统测流方法在城市排水区域的局限性，并在准确性、稳定性，实时性上有了质的飞跃。目前.，超声波多普勒流量计正日益得到广泛应用。3.2 流速计算从多普勒流速传感器（换能器）发射的超声波束遇到流体中运动着颗粒或气泡，再反射回来由多普勒流速传感器（换能器）接收；发射信号与接收信

8、号的多普勒频率偏移与流体流速成正比。多普勒流量计是一种完全独立的流量计，可以同时记录管涵（或渠道）中流量、流速、水位以及水温等多种参数。其测量原理是以物理学中的多普勒效应为基础，根据声学多普勒效应，当声源和观察者之间有相对运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比，在声学多普勒流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒把入射到其表面上的超声波反射回接收器。发射声波与接收声波之间的频率差，就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移，由于这个频率差正比于流体流速，所以测量频差可以求得流速,进而可以得到

9、流体的流量Q。其中:U为声道流速，f为传感器工作频率，Sfd为多普勒频差。3.3 流量计算声学多普勒流量计实时采集的流速、水位数据，数据采集处理单元接收到流速、水位数据，计算出瞬时流量，记为Qs；再计算出累计流量，记为Q；其流量可按下式计算：Qs=AV式中A为管道过水面积，V为断面平均流速。Q=QsT式中QS断面瞬时流量，T为累计时长（单位h）。4主要产品介绍4.1 多普勒流量计H1688型声学多普勒流量计是一款性价比非常高的接触式声学多普勒测流设备，尤其适用于浊度大于20mg1.的流体流量测量，同系列产品也可应用于固液两相流的流量测量。具有微功耗、高精度、宽量程等特点，操作简便，可同时检测流

10、量、流速、水位、水温、剩余电量、电压等多种参数，能够很好的满足用户对于产品高精度和高稳定性的需求。与其它常规类型流量计或其它超声波流量计相比，具有高精度、高可靠性、高性能、价格适中等显著特功能特点:断面流速测量：超声波探头的测量截而为椭圆形，覆盖不同纵深的流速，更接近于断面流速；测量精度高：高精度算法保证测量结果稳定并具有极高的速度分辨率；结构设计独特：通过专利保护的结构设计有效防止淤泥堵塞关键测量部位，减少对流量计的维护；低功耗设计：嵌入式软硬件整体低功耗设计、先进的电源管理策略及科学的工作切换模式； 应用场景广：浊度大于20mg1.的满管和非满管流量测量均可，通过选用相关配件可扩展支持淤积

11、监测功能； 防护等级高：IP68防水防尘等级，可满足各种不同应用场合。 电路异常保护：有过电压保护、浪涌电压保护及电源极性反接保护，避免操作失误引起的电气损坏；性能参数:参数项说明测流范围0.03ms10ms测流精度l%0.010ms水位范围010m水位精度0.5%FS测温范围060C测温精度lC密封性能IP68供电电压DCl2V测流功耗2.4W电源保护防反接、过压过流保护4.2客井综合采集仪HlOOOC窖井综合采集仪（以下简称HlOOOC）是一款稳定性好、防护等级高、功耗低、功能全的一体化综合采集仪器。基于NB-IoT网络进行数据传输，在结构上采用一体化设计理念，能够很好的满足用户对于产品高

12、可靠性和高稳定性的需求。本产品采用无线传输方式，可以同时采集水位、流速、流量、水温、电压等多种参数。具有良好的兼容性，方便用户大规模组网使用；产品的微功耗设计大大延长了电池的使用寿命，方便用户在偏远地区使用。该产品以高性能低功耗微控制器为核心，具有多个传感器接口和多个通信接口，是集数据采集、存储、控制、通信和远程管理等功能于一体的智能遥测数字终端设备。图HlOoOC外观功能特点：防护等级：IP68防水功耗低：智能电源管理设计，超低功耗运行传感器电气特性：有过电压保护、浪涌电压保护及电源极性反接保护，避免操作失误引起的电气损坏功能全：水位、水温、流速、水质、流量、电压、等要素传输远：无线传输，即

13、可通过移动运营商的NB-IOT网络等进行传输多通道：支持同时向四个通道进行数据的无线传输大存储空间：内置16MB大容量数据存储空间，最大可存储200,000条数据多配置方式：支持本地串口配参和平台远程性能参数:参数项说明电源532VDC功耗含通讯模块待机功耗：5uADC12V运行功耗（不含通讯）：10mADC12V工作功耗（NB网络制式下收发）：40mADC12V处理器工业级、超低功耗32位MCU数据存储空间专用于采集数据的固态存储容量16MB,可以存储超过510年的采集数据实时时钟内置实时时钟和后备电池天线一体化设置，N-TYPE接口天线SIM卡接口Sim按压式插槽接口，支持1.8V3VMi

14、croSIM卡4.2 NBIOT型智能终端H5110型NB-IoT智能终端（简称H5110）是一款基于NB-IoT通信的智能型遥测终端机，在结构上采用一体化设计理念，提供多路配套传感器接入的接口。产品应用场景主要包括：对稳定性和防水要求高的地下水在线监测；对防水、防爆、供电、安装维护要求高的客井（水位、流量、井盖开度）在线监测；对实时性和稳定性要求高的地灾在线监测；对成本敏感的智慧城市级应用。该产品以高性能低功耗微控制器为核心，具有多个传感器接口和多个通信接口，是集数据采集、存储、控制、通信和远程管理等功能于一体的智能遥测数字终端设备。图H5110NB-IOT型智能终端外观示意图图H5110N

15、B-IOT型智能终端接口示意图功能特点：防护等级：IP68防水功耗低：智能电源管理设计，超低功耗运行传感器电气特性：有过电压保护、浪涌电压保护及电源极性反接保护，避免操作失误引起的电气损坏功能全：水位、水温、流速、水质、流量、电压、等要素传输远：无线传输，即可通过移动运营商的NB-IOT网络等进行传输多通道：支持同时向四个通道进行数据的无线传输大存储空间：内置8MB大容量数据存储空间，最大可存储100,000条数据多配置方式：支持本地串口配参和平台远程尺寸：93mm*90mm*80mm一体式设计结构性能参数：参数项说明电源532VDC功耗含通讯模块待机功耗：5uADC12V参数项说明运行功耗（不含通讯）：1OmADCI2V工作功耗（NB网络制式下收发）：40mADC12V处理器工业级、超低功耗3