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2020/4/21 14:29

傳感智庫丨如何進行城市污水管網流量在線監測?

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近年來,全球氣候變化產生了城市熱島、雨島效應,城市極端氣象事件越來越多,極端暴雨天氣的頻率、強度也在逐年上升。暴雨事件的增加并疊加城市化的水文畸變效應,導致城市“看海”現象屢屢上演。

由于強降水或連續性降水超過城市排水管網的排水能力,致使城市內產生積水災害;雨水管網在長時間運行后,會發生管道堵塞、變形、脫節、斷裂等,產生滲漏,浪費水源;明渠、河流和污水管網在長時間運行后,內部會有很多的淤泥、漂浮物等,淤堵到一定程度就會發生污水倒灌等情況,污染周邊和地下水環境。

為了及時準確地掌握城市給排水管網的運行特征,需要對其液位、流速及流量等多種基本運行參數進行測量,獲取連續的液位、流速及流量數據,掌握其變化規律,通過這些基礎數據的瞬時分析、統計計算、模型模擬,可以全面地進行系統現狀診斷與評估,為各項研究工作的開展奠定堅實的數據基礎。城市污水管網流量在線監測系統,可以實現對城市污水管網中的地下污水流量實時監測,并利用監測數據輔助污水管網的管理與維護。

系統架構

城市污水管網流量在線監測系統是以流量監測儀器為核心,運用現代傳感技術、自動測量、自動控制技術、計算機應用技術、以及相關的專用分析軟件和通訊網絡所組成的一個綜合性的在線自動監測系統。

系統主要由現場采集單元、數據處理單元(測量主機)、通信網絡和監控中心數據服務平臺組成。系統由聲學多普勒流量計測量流體流速、水位、水溫和流量,遙測終端RTU將數據通過3G/4G/GPRS/SMS網絡傳輸至流量監測中心,監測中心結合相應的監控及分析軟件可實時對現場數據可視化監測,實現系統運行無人值守、有人管理的模式。

系統拓撲圖

系統核心產品

系統中使用的H1688聲學多普勒流量計是一款性價比非常高的接觸式聲學多普勒測流設備,尤其適用于濁度大于20mg/L的流體流量測量,同系列產品也可應用于固液兩相流的流量測量。具有微功耗、高精度、寬量程等特點,操作簡便,可同時檢測流量、流速、水位、水溫、剩余電量、電壓等多種參數,能夠很好的滿足用戶對于產品高精度和高穩定性的需求。與其它常規類型流量計或其它超聲波流量計相比,具有高精度、高可靠性、高性能、價格適中等顯著特點,具體技術特點如下:

斷面流速測量:超聲波探頭的測量截面為橢圓形,覆蓋不同縱深的流速,更接近于斷面流速;

測量精度高:選帶傅里葉變換(Zoom-FFT)算法保證測量結果穩定并具有毫米級別的速度分辨率;

結構設計獨特:通過專利保護的結構設計有效防止淤泥堵塞關鍵測量部位,減少流量計的維護;

低功耗設計:嵌入式軟硬件整體低功耗設計、先進的電源管理策略及科學的工作模式切換;

應用場景廣:濁度大于20mg/L的滿管和非滿管流量測量均可,通過選用宏電相關配件可擴展支持淤積監測功能;

防護等級高:IP68防水防塵等級,可滿足各種不同應用場合;

電路異常保護:有過電壓保護、浪涌電壓保護及電源極性反接保護,避免操作失誤引起的電氣損壞。

城市污水管網流量在線監測系統運行維護簡單方便,能很好地滿足流量的實時連續監測和遠程監控的要求,便于管理人員能夠及時準確地掌握其管網排水水流量狀況,實現流量自動實時監測、遠程監控的目的。

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