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河道流速流量管理平台整体解决方案

一、在线监测系统概述

1.基本情况:

流量站实时测流系统的建立。

随着国家工业发展水资源越来越紧,同时水污染加重可利用水源越发稀缺。中小

河流在线流量监测重要性更显突出。

河流在线流量监测,可实时掌握可用水资源。

河流在线流量监测,可通过水闸等调配县市级流域水量。

河流在线流量监测,可了解污水走向,提供决策依据。

河流在线流量监测,在山洪和台风期间掌握各河道流量防范“天灾”。

省市县镇交界河道流量在线流量监测,可为相互“水权”提供依据。

2.设计目标

流量站新建全自动的流量实时在线监测方式,实现对河段断面流量流速的实时在

线监测,并且将流量计算的水位信息等数据通过无线传输方式传送到水文站房。

设计原则:实时性、容错性

实时采集现场中的流速、水文等信息,会同断面数据能及时获得流量信息,并将

其存在业务数据库中。具有较强的实时性和较高的处理效率,对访问的响应时间

要短;采集接口的实时性好,能满足其应用的需要;采集接口的采集周期在 5

秒到 5 分钟之间(可根据需要进行设定);采集接口的实时性不能影响控制系统的性能。采集通信方式在具备条件的场合,实现冗余;采集软件要有容错处理机制;实时数据库系统具有容错能力,根据具体的硬件条件实现冗余。

3.完整性、标准化

信息的传输与处理遵循标准化的协议,以保证信息的相对完整性与一致性。对采

集方式、采集设备尽量采用统一标准和型号, 坚持系统的开放性和可扩展性。建

立一个开放的、标准的、可扩充、易管理、升级的实时数据库系统。不仅仅要做

到配置上的先进,更主要的是开发上和应用上的先进。

4.安全性、可靠性

在操作上严格权限管理。系统应提供审计跟踪功能,记录所有用户操作过程,对

出现的系统安全问题提供调查的依据和手段;系统应具备事务日志功能。保证在恶劣天气条件下能正常运行,确保采集通信信道畅通。

5.系统功能

能对断面流速、水温、流向、水位等进行 24 小时连续在线监测。

能根据实时采集的流速、水位,计算断面流量。

能实现水量数据采集、流量计算、存储、传输的功能。

能将采集的水位、流速、流量和测站状态信息通过通讯网络传输到接收中心。

可人工设定和修改断面平均流速关系线

二、产品展示图

 

 

三、智慧河道组成

智慧河道一般由以下几个方面组成:

1、水位流量:可以根据现场环境选择多普勒超声波流量计(接触式)或者雷达

流量计(包含雷达流速仪和雷达水位计)(非接触式)。

2、水质在线监测:包括 PH,温度,浊度,COD,氨氮,BOD 等。

3、图像视频:用于拍摄下泄口或者是流量计安装处的视频图像,通过 4G 网络将数据传输至服务器远端可以查看。

4、供电系统:用于给整套系统进行供电、根据现场环境可以选择太阳能供电或

者市电供电。

  1. 通信设备:可以通过遥测终端机将采集到的传感器数据通过 GPRS 发送至云端。

6、数据查看:数据可以通过遥测终端机发送至数据服务器、用户可以通过云平

台或者手机浏览器远程查看数据,数据也可以发送至相应监管部门的服务器。

四、数据传输方式:

光纤有线传输:

采用光纤或者有线宽带网络。适合安装点有网络且下泄流量站点离的比较近的地

方可以考虑采用这种方式。

GPRS/4G 无线通信:

采用 GPRS 或者 4G 信号将数据和视频图像传输至服务器。适合安装点比较远、无法布线的场合。

五、监测站点的位置:

选点需要安装在水流平稳,无回流的地方

多普勒超声波流量计需要水淹没探头,设备整体高度 3CM,需要的最低水位 3CM

以上

避免淤泥或者垃圾挡住探头

雷达流速仪起始速度比较高,需要装在流速比较大的位置,0.1m/S 的流速

雷达流量计属于非接触式安装,优先考虑有桥的地方。

.、主要设备选型:

1)、雷达波测流系统-雷达流量计

1.雷达流速仪

产品特点:

防水、防结露、防雷设计,适用于各种野外环境;

进口平面微带雷达非接触式测量,不受气候、泥沙及漂浮物影响

能够适应复杂情况,不受高水位、垃圾、淤泥、植被等影响;

快速精确测量,数据输出稳定,且适用于洪水期高流速环境;

测量运行和休眠模式相结合;

雷达发射波束角小,准确度高,不易受外界影响;

结构小巧,功耗低,安装方便、易维护;

配套控制器远传设备,可轻松对接现有水文遥测系统;

宽输入电压范围,适合太阳能电池供电;

独有渠道流速模型,测量精度更高。

技术参数:

测量范围:0.01-20m/s

测量精度:±0.01m/s

雷达垂直倾斜角修正:自动修正

流速方向识别:双向

雷达频率: 24GHz

有效距离:0-40m

供电范围:12 VDC

输出接口:RS485

功耗:<1W

工作温度:-10-60℃

存储温度:-20-70℃相当湿度:0-95%RH

防护等级:IP66

 

雷达水位计

技术参数:

测量范围:40m

精度:±3mm

频率范围:24GHz

供电电压:6-24V

信号输出:RS485 Modbus

 

2)、多普勒超声波测流系统

多普勒超声波流量计

产品特点:

宽量程:0.02-5m/s(流速)

分辨率可达 1mm/s(流速)

高响应时间,打破以往需要长时间才能得到流速流量的,测量结果时时刷新。

速度面积法流量测量,适合满管及非满管,可自由设定断面水位关系。

内部自带高精度温度传感器可用于水温测量和声速补偿。

流体力学外壳设计,对水体流态影响小,不影响测量精度。防腐蚀外壳设计,能够在恶劣环境下长期工作。

可提供瞬时流量值和累积流量值。

无机械转动部件,不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题,最适用于泥沙悬浮

物含量高,水草等漂浮物多的河流中测量。

测量线性,出厂已校准长期使用也无需校准。

配有数据接收软件,可读取实时数据和累计数据。

技术参数:

流速测量范围:0.02-5m/s

精度:1.0%±1cm/s

分辨率:1mm/s

电源:直流 10V-24V

工作电流:12V

小于 0.1A

输出信号:RS485(Modbus-RTU)

防护等级:IP68

工作温度:0℃-60℃(不结冰)

存储温度:-10℃-70℃

设备材质:灰色 PVC

水深测量范围:0m-5m(更高可设置)精度:±1cm

分辨率:1mm

温度测量范围:-10℃-60℃

精度:±0.5℃,分辨率:0.1℃

流量测量范围:0.001m³/h-999999999 m³/h(根据断面可以增加)

精度:±2-3%(根据断面流态有所不同)分辨率:0.0001 m³/s

分辨率:0.0001 m³/s

电源:直流 10V-24V

工作电流:12V

小于 0.1A

输出信号:RS485(Modbus-RTU)

防护等级:IP68

工作温度:0℃-60℃(不结冰)

存储温度:-10℃-70℃

设备材质:灰色 PVC

 

遥测终端机

产品特点:

 1远程联网,支持4G、WiFi、网口多种通信方式

 2可选配GPS定位功能,通过地图模式,查看采集器的当前设备位置及数据

 3支持模型库建立,客户可以建立自己的传感器、控制器模型库,使用的时候可以直接勾选进入安卓采集器进行配置。

4 符合《SL651-2014水位监测数据通讯规约》,特殊场合可根据客户要求进行协议定制。

5 支持同时向多个站点发送报文。

 6支持多种工作模式(包括自报式、查询/应答式、兼容式等),最大限度降低功耗/。

7 内嵌GPRS模块,实现采集控制无线传输于一体。

 8支持水位计、雨量计、流量计、水质传感器、气象传感器、LED显示屏等。

 9接口丰富。支持485串口、USB接口、音频接口、开关量检测端口等,可接入摄像头查看视频,可接入音频和开关量状态检测

10支持远程升级、配置、维护。

11可自由设置传感器采集周期。

12支持自定义逻辑配置,用户可以建立传感器和控制器的逻辑关联,实现自动控制等功能。

13大容量存储空间(SD卡),支持USB本地数据导出

规格参数:

硬 件 接 口

3路RS485接口,5路开关量输入,1路USB接口,1路音频接口,GPS定位*,5寸显示屏*

传 输 方 式

支持GPRS、4GWiFi、有线以太网数据传输

传 输 间 隔

可设置(默认1分钟)

采 集 间 隔

可设置(默认1分钟)

传 感 器 类 型

水位计、流量计、水质传感器、气象传感器等

流量计算方式

流速水位换算流量、闸位水位换算流量、固定堰槽换算流量

存 储 容 量

内置16M FLASH和1G TF存储卡,最大可支持256G TF卡,一分

钟存储一条数据,可以存储不少于1

供 电 电 压

12-24V

待 机 电 流

100mA 12VDC

工 作 电 流

300mA 12VDC(不含传感器)

数据导出方式

USB本地导出或远程平台导出

数 据 补 发

设备没有信号或掉线可以缓存补发至少3个月的数据

同时向多个中心站和端口发送数据,默认支持3个中心站,每个中心站

支持不少于3个端口

138X92.8X28.5mm

工 作 温 度

-30-65℃

扩展功能

可外接继电器模块、模拟量转485,模拟量输出模块,液晶或者LED屏显示器、摄像头等。

 

斯塔克终端云平台

可以将遥测终端机采集到的传感器数据发送到服务器上,主要用于展示各个站点

的水位、流速、流量等信息。其功能为:站点的管理,全部站点实时数据的查看,

单个站点的实时数据、历史数据、报表、曲线、历史图形、站点图片抓拍、站点

视频、数据导出、EXCLE 报表、GIS 地理信息数据、单站多数据对比,多站数据

对比,预警预报。遥测终端机支持的协议是 SL651-2014 水文通讯规约。

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