天然河流在线流量监测系统方案
1. 在线监测系统概述
1.1 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。
1.2 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。
1.3 设计原则
(1)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。
(5)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。
1.4 系统功能
(1)能对断面流速、水温、流向、水位等进行24小时连续在线监测。
(2)能根据实时采集的流速、水位,计算断面流量。
(3)能实现水量数据采集、流量计算、存储、传输的功能。
(4)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。
(5)可人工设定和修改断面平均流速关系线。
2. 流量方案比选
监测方法
主要断面流量监测方法为多普勒超声波流量计 与雷达流量计
声学多普勒超声波流量计（渠道、管道、湖泊、河流、非满管）
DX-LSX-1多普勒超声波流量计是应用声学多普勒效应原理制成的测流仪，采用超声换能器，用超声波探测流速。测量点在探头的前方，不破坏流场，具有测量精度高，量程宽；可测弱流也可测强流；分辨率高，响应速度快；可测瞬时流速也可测平均流速；测量线性，流速检定曲线不易变化；无机械转动部件，不存在泥沙堵塞和水草缠绕问题；探头坚固耐用，不易损坏，操作简便等优点。
产品简介
DX-LSX-1多普勒超声波流量计是是利用声波在流体中传播的多普勒效应，通过测定流体中运动粒子散射声波的多普勒频移，即可得到流体的速度，结合内置压力式水位计，利用速度面积法，即可测量液体的流量。适合于明渠、河道及难以建造标准断面的流速流量测量以及于各种满管和非满管明渠流速流量测量。
产品特点
●所有功能集于一身的设计，同时测量平均流速、水深、水温
●采用速度面积法测流，无水头损失，不需建设标准堰槽。
●采用超声波多普勒原理测流速流量，测量精度高，起始速度低。
●无机械转子结构，对水流状态无影响，测量更精准。
●自带温度传感器，可用于补偿水温对声速的影响。
●可测量瞬时流量和累积流量。
●采用频域多普勒分析算法，数据稳定可靠，实时性强。
●安装简单，不需辅助工程设施
产品应用
●渠道、河道、下水道、排水管网等的各种满管与非满管场景的流量计量
测量原理
DX- 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。
量程20mm/s-5000mm/s
测量精度测量流速的±1%
分辨率1mm/s 水位量程0-5m
测量精度±1cm 分辨率1mm
流量量程0.001m3/s到9999m3/s取决于实际断面测量精度±3%
分辨率0.0001m3/s
其他参数 供电范围9-24V采集周期可设定接口类型RS485（Modbus）
储存温度-20-80℃
工作温度0-60℃
防护等级IP68外壳材质PVC
雷达流量计（非接触式水位、流速、流量测量）
DX-LLX-1C雷达流量计是一款雷达式测流产品可同时测量水位、流速、流量、累计流量，采用多普勒雷达测速原理，对水流的表面流速进行探测，利用内置的雷达水位计可以测量水深。通过测量水深和流速以及在设备内部设置的断面形态可以利用速度面积法计算出断面的流速。微波雷达不受温度梯度、压力、空气密度、风或其他气象环境条件的影响，维护方便使用简便。 雷达可以设置不同发射频率，在多点近距离探测时，可有效地避免相邻产品的雷达波束互扰影响。另外，监测系统或单位可根据探测获得的速度值（多点测量）
产品简介
DX-LLX-1C雷达流量计是一款雷达式测流产品可同时测量水位、流速、流量、累计流量，采用多普勒雷达测速原理，对水流的表面流速进行探测，利用内置的雷达水位计可以测量水深。通过测量水深和流速以及在设备内部设置的断面形态可以利用速度面积法计算出断面的流速。微波雷达不受温度梯度、压力、空气密度、风或其他气象环境条件的影响，维护方便使用简便。
雷达可以设置不同发射频率，在多点近距离探测时，可有效地避免相邻产品的雷达波束互扰影响。另外，监测系统或单位可根据探测获得的速度值（多点测量），加之河道断面几何形状信息等，对天然河流/城市河流、渠/涵/管道剖面水流量进行测定。
DX-LLX-1C雷达流量计可以轻松和DX-RTU-1遥测终端机进行对接，能够在云平台远程查看流量信息。
产品特点
●内置进口24GHz雷达速度探测模块，内置26GHz雷达水位模块。
●CW平面微带雷达非接触式探测，不受气候、泥沙及漂浮物影响。
●快速精确测量，数据输出稳定，且适用于洪水期高流速环境。
●天线发射频率灵活可调，能有效避免多个产品相互干扰。
●可设定多种数据通讯接口，方便用户系统对接。
●测量运行和休眠模式相结合，节能降耗。
●防内部结露、防水、防雷设计，适用于各种野外环境。
●外观小巧，安装方便、易维护。
●内置抗雨天干扰算法，不受降雨影响。
产品应用
●应用于天然河流、各渠/涵/管道内水流速度监测
安装方式
有效距离0-40m
流速范围0.10-20m/s;0.10-40m/s
测量精度±0.01m/s;
测量流速的±1%
分 辨 率0.001m/s
水位范围0-30m或0-70m
水位精度±3mm
分 辨 率1mm
供电范围9-26VDC
供电电流<50mA(12V) 待机电流<1mA 通信接口RS485（Modbus），4-20mA 操作温度-20-60℃ 储存温度-20-70℃ 相对湿度0-95%RH 防护等级IP67
传输设备遥测终端机
DX-RTU-1遥测终端机（水文）是为满足水利水情行业遥测对多通信信道，大容量数据存储的要求而设计的新型遥测终端设备。它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、显示、存储、通信和远程管理等功能于一体的智能遥测数字终端设备。
产品简介
DX-RTU-1遥测终端机是为满足水利水情行业遥测对多通信信道，大容量数据存储的要求而设计的新型遥测终端设备。它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、显示、存储、通信和远程管理等功能于一体的智能遥测数字终端设备。
产品特点
●符合《SL651-2014 水文监测数据通信规约》，特殊场合可根据客户要求进行协议定制。
●支持同时向多个站点发送报文。
●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。
●内嵌GPRS/CDMA模块，实现采集、控制、无线传输于一体。
●支持水位计，雨量计，工业摄像头，流量计、水质传感器、风速风向传感器等接口。
●超低待机功耗：1mA@12V。
●内置大容量存储空间，支持USB本地数据导出功能。
●支持远程升级，配置，维护。
●可自由设置传感器采集周期。
●可同时支持有线网络和无线网络。
●现场可通过手机无线连接设备，调试人员只需通过web即可对设备进行配置和状态查看。
●支持短信数据上传，数据预警功能，可根据用户需求设置短信内容。
●采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，宽温设计，耐高低温，耐强电磁干扰。适用于各种恶劣的现场。采用完备的系统保护机制和防掉线机制，保证终端永远在线。
产品应用
●可广泛应用于各种水利信息化建设领域，如水文、水资源、水环境、水污染、山洪灾害、水库安全、大坝安全的远程测控领域。
德希云平台
更多流速流量监测方案，欢迎登陆：武汉德希科技官网进行咨询定制
文章出处www.whdexi.com 欢迎转载请注明出处