一、系統(tǒng)應(yīng)用背景
河流懸移質(zhì)泥沙含量(含沙量)是重要的水文參數(shù)之一,河流含沙量監(jiān)測對于水利水電工程建設(shè),水資源開發(fā)利用,水土流失治理,工農(nóng)業(yè)取水用水,水文預(yù)報(bào)等意義重大。目前水文上測量河流含沙量的主要方法是:人工取樣,使用烘干法測量含沙量。該方法從樣品的采集到分析,均需要大量人力,物力和時(shí)間的投入,而且測量周期長,操作過程繁瑣,勞動強(qiáng)度大,難以實(shí)時(shí),在線監(jiān)測河流含沙量的變化。
近年來隨著新產(chǎn)品新技術(shù)的不斷引進(jìn),針對河流泥沙的監(jiān)測積累了一些經(jīng)驗(yàn),取得了一些進(jìn)展。目前,由我司研發(fā)的JBNS-100型 全自動泥沙在線監(jiān)測系統(tǒng)已正式投入使用,本套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)了含沙量和輸沙率的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。
二、全自動泥沙在線監(jiān)測系統(tǒng)簡介
JBNS-100型 泥沙在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由泥沙傳感器、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)(含RTU)、供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理軟件和安裝支架等組成。
傳感器滿足《水利部水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心》水文儀器特性要求。
2.1系統(tǒng)特點(diǎn):
v 可直接輸出測點(diǎn)泥沙含量值、水深、溫度值;
v 自動計(jì)算斷面平均含沙量與輸沙率,24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測;
v 支持整合多個(gè)斷面泥沙傳感器數(shù)據(jù);
v 建立泥沙與水位、流量等相關(guān)的關(guān)系線;
v 直接生成水文規(guī)范報(bào)表,可直接參與資料整編。
2.2測量原理
本套系統(tǒng)所使用的傳感器基于組合紅外吸收散射光線法,通過逆投影成像技術(shù),可以連續(xù)***測定水體中的懸移質(zhì)泥沙含量。按照紅外散射光線技術(shù)不受色度影響測定懸移質(zhì)泥沙含量,可直接輸出泥沙含量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。
2.3 JBNS-100型 泥沙在線監(jiān)測儀
JBNS-100型 測沙傳感器基于組合紅外吸收散射光線法,通過逆投影成像技術(shù)可以連續(xù)***測定水體中的懸浮泥沙含量。按照紅外散射光線技術(shù)不受色度影響測定泥沙含量濃度值,即可直接輸出泥沙含量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。根據(jù)使用環(huán)境可以選配帶自清洗功能和保護(hù)裝置。
傳感器突出特點(diǎn):
Ø 傳感器采用多光束紅外散射光逆投影成像技術(shù)結(jié)合TES91算法;音叉震動與電磁感應(yīng)技術(shù)(高量程);
Ø 內(nèi)設(shè)自診功能,保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確;
Ø 可選配清潔刷自動清洗功能,減少傳感器維護(hù)量;
Ø 數(shù)字化傳感器,抗干擾能力強(qiáng);
Ø 泥沙同質(zhì)性標(biāo)定與分析識別;
Ø 低量程范圍:0-45 kg/m³/120kg/m³,高量程范圍:5kg-2500kg/m³,可定制型號和量程,滿足不同測驗(yàn)環(huán)境要求。
表1 JBNS-100型 泥沙傳感器規(guī)格
規(guī)格
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詳細(xì)信息
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尺寸
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直徑90mm*長度 478mm
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重量
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6KG
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主要材料
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機(jī)身:鈦合金+POM+316L不銹鋼
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O型環(huán):氟橡膠
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線纜:PVC
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防水等級
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IP68/NEMA6P
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測量范圍
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0.001kg/m³-120kg/m³,可根據(jù)定制量程
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測量精度
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誤差小于測量值的±5%
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耐壓范圍
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≤0.3Mpa/0-30m水深標(biāo)配,***大到50米
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流速
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≤5.0m/s
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存儲溫度
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-25到85℃
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測量環(huán)境溫度
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0到55℃
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校準(zhǔn)
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斜率校準(zhǔn)/多點(diǎn)校準(zhǔn)
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傳感器線
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標(biāo)準(zhǔn)整體電纜,可定制
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深度傳感器
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量程:0-100M,精度:0.01M
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溫度傳感器
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量程:-20℃-120℃,精度:0.1℃
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電源
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DC12V
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輸出
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通過6mm抗拉屏蔽線纜輸出數(shù)字信號
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顯示輸出
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本地觸摸屏顯示,遠(yuǎn)程WEB端顯示,手機(jī)APP查看
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軟件
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可實(shí)時(shí)顯示測量值并保存,可與系統(tǒng)報(bào)表對接
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2.4數(shù)據(jù)采集與分析主機(jī)(含RTU功能)
系統(tǒng)主要功能如下:
(1)能自動采集及處理測沙傳感器監(jiān)測到的泥沙數(shù)據(jù),并根據(jù)泥沙-斷沙率定公式自動計(jì)算斷面平均含沙量,支持導(dǎo)入斷面流量數(shù)據(jù),自動計(jì)算斷面輸沙率,對泥沙進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、完整性、及時(shí)性和可靠性;
(2)可同時(shí)接收多個(gè)水文站(或監(jiān)測斷面)的泥沙含量數(shù)據(jù),每個(gè)水文站(或監(jiān)測斷面)可同時(shí)支持多個(gè)JBNS-100型 傳感器;
(3)統(tǒng)計(jì)分析:實(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)可自動傳輸并存儲在中心數(shù)據(jù)庫,并可進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),可生成逐日平均懸移質(zhì)輸沙率表和逐日平均含沙量表等符合《水文資料整編規(guī)范》的多種報(bào)表,與Excel無縫對接;
(4)遠(yuǎn)程控制:遠(yuǎn)程修改參數(shù),異常數(shù)據(jù)報(bào)警等,同時(shí)可根據(jù)用戶要求定制功能。