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RS485标准Modbus-RTU协,议，可在dcs或P1.C系统中使用低功耗特性，全速工作时，耗电量约4mA,在外部电池供电时优势突出可选配独特的空滤装置防止大气补偿毛细管内结露、堵塞技术参数:主要性能指标量程0-2mH20300mH20用户指定量程，工厂校

12、准测量精度0.1%FS、0.5%FS、0.25%FS可选分辨率0.005%F.S长期稳定性0.1%F.S/年过载能力5XF.S温度特性零点温度系数0.005%FSC满量程温度系数0.005%FS/补偿温度050C工作温度-2085C贮存温度-40125电气特性供电电压930V通信接口保护（2KV）浪涌电压负载能力128个变送器节点输出方式RS485接口Modbus-RTU协议绝缘100M50V机械特性传感器寿命107次满量程压力循环接液材质氧化铝陶兖镀金密封圈材质氟橡胶外壳材质3161.不锈钢（可选钛合金）电缆材质聚安脂重量约300克环境特性振动20g205000Hz冲击20gIlms防护等级

13、IP68防爆等级ExiaIICT6空气滤清器防护等级IP675安装设计5.1 安装要求流量计与RTU安装在防爆箱内部，在有市电条件的地方可以使用市电，在有太阳能和风能条件的地方可以使用太阳能电池板和发电风车，在管道内部则可使用满足防爆要求的电池组。安装要求：牢固固定，在顶部与侧面之间至少要留出5Cm长度空间，在其下最少需留出15Cm空间用于通讯线缆、电源电缆的连接。a）流量计及RTU安装遵循节约线缆、操作方便，同时满足传输信号质量良好；b）尽量远离电磁干扰源、强震动、紊流和扰流等地点进行安装；c）流量计及RTU确保在断电的情况下进行接线；d）流量计应该安装在水流平缓顺直段。5.2 雨污排水管网

14、应用案例管道式安装结构采用内部抱箍、1.型立杆或底部自重式安装，避免内部打孔方便现场安装，流量计主机及供电系统（电池）固定到防爆箱内，根据现场情况可采用：a将安装好设备和供电系统（电池）的防爆箱采用壁挂式方式固定到竖井壁上，通讯天线通过打孔固定到井盖周边。如下图所示图4-2管网流量监测示意图（八）b.在管道附近建设立杆，将安装好设备和供电系统（电池+太阳能板）的防爆箱固定立杆上，通讯天线通固定安装到防爆箱上。如下图所示图4-2管网流量监测示意图(b)5.3河道和明渠应用案例河道和明渠式安装结构采用底部支架方式安装，镀锌钢管保护保护连接线缆，流量计主机及供电系统（电池）固定到防爆箱内，根据现场情

15、况可采用可建设立杆，将安装好设备和供电系统（电池+太阳能板）的防爆箱固定立杆上，通讯天线通固定安装到防爆箱上。河道/开阔渠道由于其开阔的地形可以有两种方式来进行测量1种是接触式，接触式采用多普勒流量计流量计需要尽可能的安装在渠的中心并且无断面水流平稳的地方但安装需要下水固定并且需要引线，若河面/渠道过宽水深不方便固定则可采取立杆非接触式的雷达方案如下图所示图4-4管网雷达流量监测示意图5.4适用场景1 .排水管网：无压力排水管、排污管、给水管，可准确测量0010.05ms范围的微流速，亦可测量Wlom/s的高流速的液态流体。如下图所示图4-4-1管网流量监测2 .明渠和河道：灌溉渠、污水渠、引

16、流渠、规则断面中小河流。如下图所示图4-4-2河道和明渠流量监测3 .环境监测：工业排污、污水处理厂进水口、出水口、污水渠。如下图所示图4-4-3污水管流量监测（八）斑污渠图4-4-3污水渠流量监测（b）超声多普勒流量计超声多普勒流量计配水池初沉池集水池人工湿地图4-4-3污水处理厂流量监测（C）4,不限于以上环境的监测，还有其他环境的监测和其他场景亦可使用本流量计进行监测，欢迎咨询洽谈。6售后服务方案多年来，我公司凭借自身的技术实力和长期合作，承接了大量的广电、电信、金融、教育、政府行业网络和系统设计与建设，积累了丰富的规划设计和工程实施经验，同时在这些项目的技术服务过程中，结合各设备厂家技

17、术服务优势，建立了完善的技术支持服务体系，为用户提供了卓越的技术支持和服务保障。我公司的支持及服务机构包括响应中心、技术中心、备件仓库。我公司有受过良好培训并富有经验的工程师多名，他们负责和参与了包括全国多个大型的媒体网络的维护等项目，并提供全天候的热线技术支持服务，对任何地点用户所反映的问题在1个小时之内得到及时响应，24小时内提出解决问题的办法，在远程不能解决问题的情况下，确保在“48小时”之内赶到现场，实地解决问题。另外，我公司将协助甲方培养一支技术维护队伍，实现该技术队伍能够对系统进行日常的运行和维护，确保网络正常运转；逐步建立监控系统以中心技术人员为主、我公司技术人员为辅的方式开展运

18、行维护工作。6.1 质保期内售后服务优惠承诺免费保修一年，保修期内，我公司对提供的设备进行维修，不收取额外费用。本公司对其提供的设备（包括所有硬件零部件）提供的保修期为一年，提供软/硬件长期的技术支持。备件服务：本公司将要求厂家采用先期服务方式，即厂家在得到确认有返修件时，主动先发送备件，以便缩短故障期。优化服务：本公司、厂家将配合用户或第三方对该项目予以优化。根据用户要求开发软件和其它增值服务。系统升级：软件升级和增强版本可能包括新的功能和特征、对已发现问题的修正及对新硬件平台的支持。本公司与设备厂商客服中心技术人员将时刻跟踪软件产品的最新信息，当软件产品发布升级软件或增强版本时，客服中心技

19、术人员将立即对软件的新版本进行必要的测试，判断该升级软件对用户系统的实际意义，并与用户技术人员一起分析软件升级的必要性。如果需要进行软件升级，本公司与设备厂商客服中心技术人员会编写出详细的软件升级方案，与相应的升级软件一起下发到用户，同时以电话支持或者现场服务的方式协助用户技术人员完成升级工作。软件升级服务流程如下:6.2 质保期外的售后服务优惠承诺质保期后,我方继续向买方提供优惠的技术服务，免费提供系统软件升级换版，并积极响应。保修期后我司会继续保持与用户联系，随时了解我公司工程产品的售后信息，以便及时采取纠正预防措施,并派专人进行检查,使用户放心使用.服务流程,反应到位时间,修复时间等与保

20、修期期内承诺一致.提供免费的设备升级和平台系统升级服务我们已经设立维护电话热线，为用户提供7X12小时的故障现场处理服务。我公司承诺将以真诚合作的态度与业主一起圆满完成相关项目的全部工作。任何期间发生的任何问题，将会本着认真负责的态度去解决。6.3 有偿服务条款质保期后,我方继续向买方提供优惠的技术服务，并承诺维修所更换配件的价格不高于当时的市场价格。我们提供质保期后长期有偿优惠服务，具体收费由双方商定的服务合同确定，或参考届时的市场价格，以优惠价提供。保修期后可续签维护协议,且只收取产品成本费用.以合理价格向客户提供需要的备件和承担原理性故障而导致的改进。7流量和水位监测系统配置清单7.1

21、明渠流量、水位监测系统配置清单方式1：雷达流计测方式产品名称技术参数单位数量H1601雷达流量计测量参数：流量、流速、水位、水温、电压、累计流量等流速测量范围：0.0320ms流速测量精度：l%0.010ms水位测量范围：010n水位测量精度：2mn测量分辨率：Imm输出信号：RS485台1H5110遥测终端供电：12VDC；功能：数据采集、显示、存储、通信和远程管理；通信方式：GPRS/NB/4G；存储容量：8MB固态存储芯片。台1供电系统方案一：市电+12V电源适配器套1方案二：太阳能电池板+蓄电池+充电控制器安装材料定制支架、立杆、设备箱、防雷等辅材套1SlM卡流量卡（230M/月）张1

22、方式2：多普流计测量方式产品名称技术参数单位数量H1688声学多普勒流量计测量参数：流量、流速、水位、水温、电压、累计流量等流速测量范围：0.0310ms流速测量精度：l%0.010ms水位测量范围：010m水位测量精度：0.5%F.S.输出信号：RS485台1H5IlO遥测终端供电：12VDC；功能：数据采集、显示、存储、通信和远程管理；通信方式:GPRS/NB/4G；存储容量：8MB固态存储芯片。台1供电系统方案一：市电+12V电源适配器套1方案二：太阳能电池板+蓄电池+充电控制器安装材料定制支架、立杆、设备箱、防雷、辅材等套1SlM卡流量卡（230M/月）张17.2 管网流、流速、水位监

23、测系统配置清单产品名称技术参数单位数量H1688声学多普勒流量计测量参数：流量、流速、水位、水温、电压、累计流量等流速测量范围：0.03-10ms流速测量精度：l%0.010ms水位测量范围：010m水位测量精度:0.5%F.S.输出信号：RS4851H51IO-NB型智能终端机供电：12VDC；功能：数据采集、存储、通信和远程管理；通信方式:GPRS/NB/4G；存储容量：8MB固态存储芯片。防护等级：1P68台1供电系统（二选一）方案一：电池组（12V100Ah/防水防爆箱/整体灌胶/2PlN航空头接口）套1方案二：太阳能供电系统安装材料定制支架、立杆、设备箱、防雷等辅材套1SIM卡流量卡

24、（230M/月）张17.3容井水位监测系统配置清单产品名称技术参数单位数量H5110-DY压力水位计测量参数：水位量程：30m（可选配）分辨率：Imm精度：0.1%F.S（常温）温度范围：-40125温度分辨率：0.1。C防护等级：IP681雷达水位计（推荐）测量参数：水位量程：30m分辨率：Imm防护等级：IP68台1H51IO-NB型智能终端机供电：12VDC；功能：数据采集、存储、通信和远程管理：通信方式：GPRS/NB/4G；存储容量：8MB固态存储芯片。防护等级：IP68台1供电系统（二选一）方案一：电池组（12V100Ah/防水防爆箱/整体灌胶/2PlN航空头接口）套1方案二：太阳能供电系统安装材料定制支架、立杆、设备箱、防雷等辅材套1SIM卡流量卡（230M/月）张1