智慧水務（污水管網(wǎng)）監(jiān)測

時間：2021-12-17

智慧水務（污水管網(wǎng)）監(jiān)測
一、方案背景
污水收集管網(wǎng)作為污水處理系統(tǒng)工程的重要組成部分，首先必須保證具備較為完善的污水管網(wǎng)系統(tǒng)，才能有效收集沿途污水進入污水處理廠進行集中處理。如何衡量污水管網(wǎng)系統(tǒng)是否完善，設計是否合理，管網(wǎng)漏損率是否過高，后期如何完善管網(wǎng)，如何避免偷排漏排，如何應對各種較端天氣，各種突發(fā)狀況引起的水質水量沖擊，都是管網(wǎng)運營需考慮的問題。
隨著科學技術的不斷發(fā)展，以及居民對生活品質的要求逐步提高，上述問題已經(jīng)有能力且有必要考慮如何解決。智慧水務的概念，就是在這種情況下提出。
所謂智慧水務，區(qū)別于以往傳統(tǒng)水務的地方在于，可以在線探測，實時回傳信息，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析，可以得出管網(wǎng)運營健康狀況，對解決上述問題提出合理的建議，真正達到運籌帷幄之中，決勝千里之外。
智慧水務主要由以下幾部分組成：



二、方案總體概述




方案整體由以下幾個部分組成： 采用多普勒超聲波流量計和水位計監(jiān)測管網(wǎng)內的水量和水質情況，配合AMT-RTU-1遙測終端機使用，采用市電或者太陽能供電系統(tǒng)進行供電，將流量計、水質傳感器固定于渠道中，遙測終端機定時的采集流量計里面的數(shù)據(jù)通
過GPRS遠程發(fā)送到服務器中，數(shù)據(jù)可以通過WEB平臺進行查看。
整個系統(tǒng)由以下幾個方面組成：
（1）多普勒超聲波流量計，用于測量管道內的流速、水位、水溫、流量、累計流量。
（2）水質傳感器，用于監(jiān)測管道的水質情況，包括pH，濁度，電導率，溶解氧等
（3）AMT-RTU-1遙測終端機，用于采集本地傳感器的相應的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務器。
（4）設備機箱，用于放置膠體蓄電池，充電器，遙測終端機等。
（5）太陽能供電系統(tǒng)，由太陽能和蓄電池，以及充電控制器組成，用于給整個系統(tǒng)進行供電，當個別站點無法使用市電或者太陽能供電時，可以采用鋰電池供電。
（6）服務器及相應的接收軟件，用于接收和解析遙測終端機發(fā)送上來的相應的報文，進行解析和存儲。（7）數(shù)據(jù)云平臺，用戶可以通過WEB或者手機瀏覽器瀏覽各個站點的數(shù)據(jù)信息。
RTU通過太陽能供電系統(tǒng)供電，采集多普勒超聲波流速儀的流速與水位數(shù)據(jù)，通過水位計算橫截面積乘以流速計算流量。RTU采集到數(shù)據(jù)連接到智慧城市內部平臺（兼容現(xiàn)有協(xié)議與平臺），同時可以連接到武漢德?？萍荚破脚_進行遠程配置，并提供免費的平臺查詢數(shù)據(jù)（可以通過手機端或PC端，隨時隨地查詢數(shù)據(jù)，并提供微信預警服務）。
三、硬件產品的參數(shù)較其性能指標
1、多普勒超聲波流量計
產品特點：
寬量程：0.02-5m/s(流速)
分辨率可達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系。
內部自帶高精度溫度傳感器可用于水溫測量和聲速補償。
流體力學外殼設計，對水體流態(tài)影響小，不影響測量精度。
防腐蝕外殼設計，能夠在惡劣環(huán)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，較適用于泥沙懸浮物含量高，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*校準。
配有數(shù)據(jù)接收軟件，可讀取實時數(shù)據(jù)和累計數(shù)據(jù)。
技術參數(shù)：
流速：測量范圍：0.02-5m/s
精度：1.0%±1cm/s
分辨率：1mm/s
水深：
測量范圍：0m-5m
精度：±1cm
分辨率：1mm
溫度：
測量范圍：-10℃-60℃
精度：±0.5℃，
分辨率：0.1℃
流量：
測量范圍：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：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



多普勒超聲波流量計的工作原理：



AMT-LSX-1多普勒超聲波流量計流速測量基于多普勒效應，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多普勒頻移Δf，多普勒頻移Δf正比于流速。通過測量多普勒頻移Δf即可測量出流體的流速。
速度面積法測流原理：
AMT-LSX-1多普超聲波流量計采用速度面積法測流，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(shù)，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
由于采用了速度面積法測流，其可以適用于任何形態(tài)的斷面。
1.多普勒超聲波流量計的安裝方式：
由于多普勒超聲波流量計采用速度面積法進行測流，因而其可以適用于任何斷面的流量監(jiān)測，只需要將設備固定好放入待測斷面即可。



2、AMT-W400在線多參數(shù)水質傳感器，用于監(jiān)測管道的水質情況，包括pH、濁度、電導率、溶解氧等參數(shù)。



在線多參數(shù)自清洗數(shù)字數(shù)傳感器，采用一體化設計，產品可靠易用。較多可同時測量5個參數(shù)，可選擇傳感器類型有溶解氧、pH、ORP、電導率/鹽度、氨氮、濁度等。采用RS-485總線，Modbus/RTU通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)可直接傳輸至采集平臺。
在線多參數(shù)水質傳感器上配備自動清洗裝置，可以設定自動清洗間隔時間和自動清洗圈數(shù)，以適應不同清潔程度的水質。自動清洗裝置可以有效地清潔傳感器表面，防止微生物附著，較大的減少維護成本。每支傳感器配備快速插拔防水接頭，拆裝方便。
**的傳感器保護罩用來保護內部傳感器不受損壞，保護罩四周開有槽孔，可以有效防止大的懸浮顆粒和生物對傳感器探頭的破壞，同時不會影響測量的準確性。

特點：
數(shù)字傳感器，RS-485總線，Modbus/RTU通訊協(xié)議。
配備自動清潔裝置，可以有效的清潔傳感器表面，防止微生物附著，測量較準確，較低維護成本。
可選配溶解氧、電導率/鹽度、濁度、氨氮、pH、ORP等數(shù)字傳感器，適合長期在線監(jiān)測。一體化設計，可以同時測量5個參數(shù)（含溫度）。
技術參數(shù)：
PH測量范圍：0-14 測量精度：±0.1 分辨率：0.01
溶解氧測量范圍：0-20mg/L（0-200%飽和度）測量精度：±2%FS 分辨率：0.01mg/l
電導率測量范圍：0-5000uS/cm （可擴展其他量程）測量精度：±1.5%FS 分辨率：1uS/cm
濁度測量范圍：0-1000NTU 測量精度：±3%或3NTU 分辨率：0.1NTU
水溫：測量范圍：0-50℃ 測量精度：±0.5℃ 分辨率：0.1℃
工作電壓：12-24V
輸出接口：RS485 Modbus
安裝方式：浸入式安裝。
校準方式：兩點校準
10.防護等級：IP68
11.工作溫度：0~65℃
12.工作壓力：＜0.2Mpa

3、AMT-RTU-1 遙測終端機：
產品特點：
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：支持實時在線以及定時喚醒等工作方式。
采集功能：水位，雨量，溫濕度，水文，流速，流量，風速風向，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個工業(yè)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*存儲歷史數(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)導出。
支持多3個中心，可實現(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。
所有輸入輸出端口采用抗雷擊設計，可省缺外置防雷保護模塊。
支持主備信道切換，以及GPRS短信同時上報（短信內容格式可定制）。
安全報警功能：支持柜門開啟報警
技術參數(shù)：
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，支持較大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(huán)境：溫度-30~60℃，濕度：<95%(無凝露)。




4、太陽能電池板
功率：12V 40W。
工作溫度：-10℃～+50℃。
太陽能電池組件：1 塊。

5、蓄電池
標稱供電電壓：12V；
容量： 38AH；
較大通電電流：6A；
工作溫度：-10℃～+50℃；
壽命：3 年以上（25℃）；
尺寸：200x165x475mm
膠體太陽能**蓄電池

6、充電控制器
系統(tǒng)電壓：12/24VDC。
較大負載電流：5-30A。
工作環(huán)境溫度：-35℃ ～ 55℃。
較大自損耗：＜4mA。
溫度補償：-18mV/℃。
過放保護值：11.1V。
較大充電電流：5A-30A。
較終充電電壓：13.9V。
過放恢復值：12.6V ×2/24V。

7、信號防雷器
信號傳輸速率: 2M。
信號較*作電壓：6V。
電源電壓保護：12/24V。
較大放電電流：10KA。
信號額定工作電壓：5V。
瞬間較大過電壓 10KV。
額定放電電流：5KA。電源較大持續(xù)運行電壓：12V/24V。
電源額定工作電壓：12V/24V。
響應時間：≤ 1 ns。
電源額定工作電流：2A。
溫(濕)度范圍-40℃…+80℃，相對濕度≤95%。
外殼防護等級 IP20。

8、立桿機箱
立桿：高度 3m，材質鍍鋅鋼管，管徑：114mm，壁厚 3mm。
含定制太陽能支架，避雷針。
設備機箱：304 不銹鋼機箱，尺寸 500x400x300mm。
開關電源（有市電的地方）
12V 40W 開關電源

四、多普勒超聲波流量計的安裝方式： （城市管道安裝方式）







利用L型支架直接將設備伸到管道內部，并用將支架固定在管壁，線纜用鍍鋅鋼管保護。根據(jù)環(huán)境可以選擇鋰電池供電或者太陽能供電。


五、軟件平臺
云數(shù)據(jù)展示平臺：可以將遙測終端機采集到的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器上，主要用于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(shù)據(jù)的查看，單個站點的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報表、曲線、歷史圖形、站點圖片抓拍、站點視頻、數(shù)據(jù)導出、EXCLE 報表、GIS 地理信息數(shù)據(jù)、該平臺可以免費使用，如需自建平臺可以對數(shù)據(jù)進行解析。遙測終端機支持的協(xié)議是SL651-2014 水文通訊規(guī)約。

詞條
詞條說明
多普勒超聲波流量計在灌區(qū)渠道水流量
多普勒超聲波流量計在灌區(qū)渠道水流量作為國內智慧水利水務*型企業(yè)，武漢徳?？萍紴楹毕尻柟鄥^(qū)信息化項目提供了全套信息化解決方案。項目介紹：灌區(qū)信息化是灌區(qū)現(xiàn)代化的基礎和重要標志，是灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，是農業(yè)水價綜合改革有效推進的必然過程。襄陽是湖北地區(qū)重要的農業(yè)灌溉區(qū)，為了加強灌區(qū)實用技術推廣和**應用，推動信息化、自動化與灌區(qū)建設管理深度融合，襄陽大力建設灌區(qū)信息化項目。系統(tǒng)
便攜式手持式管道流量測量儀
便攜式手持式管道流量測量儀手持式多普勒流速儀流量測定儀，利用多普勒原理可測量，應用范圍較廣泛，比如：廣泛應用在暴風雨監(jiān)測、廢水處理、**的河溪、**給排水、水量流失/滲入監(jiān)測、灌溉流程監(jiān)測、工業(yè)污染計量、河口&潮汐的研究、漁業(yè)/水利、海岸侵蝕研究、下水道/暗渠流程監(jiān)測、道路排水監(jiān)測、運河流程研究、江河流程監(jiān)測等行業(yè)。產品特點： 1.可測量管道、渠道、**河流流量、流速、水位、水溫、斷面面積。
監(jiān)測河道的水流流量情況變化采集準確傳輸
監(jiān)測河道的水流流量情況變化采集準確傳輸方案需求河流河道的水流流量情況隨著天氣的變化而變化，上游的流量決定下游的水文情況，防汛抗旱是國家水利工程管理的重點項目。隨著國家工業(yè)發(fā)展水資源越來越緊,同時水污染加重可利用水源越發(fā)**。中小河流在線流量監(jiān)測重要性較顯**。河道流量實時在線監(jiān)測是針對雨情實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時采集和準確傳輸。河流在線流量監(jiān)測,可實時掌握可用水資源，通過水閘等調配縣市級流域水量。
雷達測流系統(tǒng)如何在灌區(qū)的運用
雷達測流系統(tǒng)在灌區(qū)的運用灌區(qū)信息自動化系統(tǒng)為確保灌區(qū)工程安全運行，實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置，提高用水效率和**灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。系統(tǒng)組成常規(guī)流速儀法。在監(jiān)測斷面處安裝水位自動監(jiān)測設施設備（水位自記井、水位計、電子水尺等），用常規(guī)流速儀法測流，率定該監(jiān)控斷面水位流量關系，通過水位推求流量。實時雷達波測流系統(tǒng)。視監(jiān)測斷面流速情況，布設一個或多個雷達流速儀探頭，實時監(jiān)測水流表面流速。灌區(qū)