智慧水务污水管网监测流速计

　　圣凯安智慧水务（污水管网）监测

　　一、方案背景

　　污水收集管网作为污水处理系统工程的重要组成部分，首先必须保证具备较为完善的污水管网系统，才能有效收集沿途污水进入污水处理厂进行集中处理。如何衡量污水管网系统是否完善，设计是否合理，管网漏损率是否过高，后期如何完善管网，如何避免偷排漏排，如何应对各种极端天气，各种突发状况引起的水质水量冲击，都是管网运营需考虑的问题。

　　随着科学技术的不断发展，以及居民对生活品质的要求逐步提高，上述问题已经有能力且有必要考虑如何解决。智慧水务的概念，就是在这种情况下提出。

　　所谓智慧水务，区别于以往传统水务的地方在于，可以在线探测，实时回传信息，经过大数据分析，可以得出管网运营健康状况，对解决上述问题提出合理的建议，真正达到运筹帷幄之中，决胜千里之外。

　　二、方案总体概述

　　方案整体由以下几个部分组成：采用多普勒超声波流量计和水位计监测管网内的水量和水质情况，配合AMT-RTU-1遥测终端机使用，采用市电或者太阳能供电系统进行供电，将流量计、水质传感器固定于渠道中，遥测终端机定时的采集流量计里面的数据通

　　过GPRS远程发送到服务器中，数据可以通过WEB平台进行查看。

　　整个系统由以下几个方面组成：

　　（1）多普勒超声波流量计，用于测量管道内的流速、水位、水温、流量、累计流量。

　　（2）水质传感器，用于监测管道的水质情况，包括pH，浊度，电导率，溶解氧等

　　（3）AMT-RTU-1遥测终端机，用于采集本地传感器的相应的数据，并将数据发送至服务器。

　　（4）设备机箱，用于放置胶体蓄电池，充电器，遥测终端机等。

　　（5）太阳能供电系统，由太阳能和蓄电池，以及充电控制器组成，用于给整个系统进行供电，当个别站点无法使用市电或者太阳能供电时，可以采用锂电池供电。

　　（6）服务器及相应的接收软件，用于接收和解析遥测终端机发送上来的相应的报文，进行解析和存储。（7）数据云平台，用户可以通过WEB或者手机浏览器浏览各个站点的数据信息。

　　RTU通过太阳能供电系统供电，采集多普勒超声波流速仪的流速与水位数据，通过水位计算横截面积乘以流速计算流量。RTU采集到数据连接到智慧城市内部平台（兼容现有协议与平台），同时可以连接到武汉德希科技云平台进行远程配置，并提供免费的平台查询数据（可以通过手机端或PC端，随时随地查询数据，并提供微信预务）。

　　三、硬件产品的参数极其性能指标

　　1、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

　　水深：

　　测量范围：0m-5m

　　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：±3%（根据断面流态有所不同）

　　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）

　　存储容量：2M（可扩展）

　　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

　　多普勒超声波流量计的工作原理：

　　AMT-LSX-1多普勒超声波流量计流速测量基于多普勒效应，探头斜向上发出一束超声波，超声波在流体中传播，流体中会含有气泡或者颗粒等杂质（可以认为流体中的杂质和水流的速度一致），当超声波接触到流体中的杂质时会使反射的超声波产生多普勒频移Δf，多普勒频移Δf正比于流速。通过测量多普勒频移Δf即可测量出流体的流速。

　　速度面积法测流原理：

　　AMT-LSX-1多普超声波流量计采用速度面积法测流，利用超声波流速传感器测量流速V，利用压力式水位计测量水位H，预先在控制器设置的渠道参数，控制器可以利用水位自动换算出过流面积S，流体的流量公式为：

　　Q= V×S

　　其中V- - - -流速 S- - - -过流面积Q- - -瞬时流量

　　由于采用了速度面积法测流，其可以适用于任何形态的断面。

　　1.多普勒超声波流量计的安装方式：

　　由于多普勒超声波流量计采用速度面积法进行测流，因而其可以适用于任何断面的流量监测，只需要将设备固定好放入待测断面即可。

　　2、AMT-W400在线多参数水质传感器，用于监测管道的水质情况，包括pH、浊度、电导率、溶解氧等参数。

　　在线多参数自清洗数字数传感器，采用一体化设计，产品可靠易用。最多可同时测量5个参数，可选择传感器类型有溶解氧、pH、ORP、电导率/盐度、氨氮、浊度等。采用RS-485总线，Modbus/RTU通讯协议，数据可直接传输至采集平台。

　　在线多参数水质传感器上配备自动清洗装置，可以设定自动清洗间隔时间和自动清洗圈数，以适应不同清洁程度的水质。自动清洗装置可以有效地清洁传感器表面，防止微生物附着，极大的减少维护成本。每支传感器配备快速插拔防水接头，拆装方便。

　　前端的传感器保护罩用来保护内部传感器不受损坏，保护罩四周开有槽孔，可以有效防止大的悬浮颗粒和生物对传感器探头的破坏，同时不会影响测量的准确性。

　　利用L型支架直接将设备伸到管道内部，并用将支架固定在管壁，线缆用镀锌钢管保护。根据环境可以选择锂电池供电或者太阳能供电。

　　五、软件平台

　　云数据展示平台：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、该平台可以免费使用，如需自建平台可以对数据进行解析。遥测终端机支持的协议是SL651-2014 水文通讯规约。