哈希排水管网流量监测方案.ppt

1哈希排水管网流量监测方案哈希排水管网流量监测方案2主要内容主要内容 排水管网流量监控的意义排水管网流量监控的意义 主流流量监测技术主流流量监测技术 哈希公司管渠流量监测方案哈希公司管渠流量监测方案3为什么要监测排水管网的流量？为什么要监测排水管网的流量？l l 入流和渗漏入流和渗漏 地下水、雨水进入污水地下水、雨水进入污水管，增加负荷，冲击污管，增加负荷，冲击污水处理厂运行，增加处水处理厂运行，增加处理成本理成本 污水渗漏进地下水，污污水渗漏进地下水，污染环境染环境l l 堵塞判断及塞点寻找堵塞判断及塞点寻找l l 溢流监控溢流监控l l 雨、污混接，排污监控雨、污混接，排污监控l l 管路输送能力评估管路输送能力评估l l 城市管网数字化系统城市管网数字化系统4排水系统维护排水系统维护to prevent this. 流量数据可以用来：流量数据可以用来： 了解管路何处需要维护了解管路何处需要维护 优化维护方案优化维护方案 了解维护是否有效了解维护是否有效Monitor this5城市管网数字化城市管网数字化 排水系统建模有利于排水系统建模有利于及时了解、处理突发及时了解、处理突发水量变大水量变大 工程师可以运用这个工程师可以运用这个模型指导城市规划建模型指导城市规划建设设 流量模型可以为城市流量模型可以为城市区域建立城市排水情区域建立城市排水情况本地，清楚的了解况本地，清楚的了解城市排水情况的变化城市排水情况的变化6系统的规划和调配系统的规划和调配 流量数据可以用来评流量数据可以用来评估污水处理厂容量、估污水处理厂容量、是否需要统一调配。

是否需要统一调配7工艺控制工艺控制流量监控流量监控l l流量系统对于污水处理厂也是非常重要的，它可以全面了解流量系统对于污水处理厂也是非常重要的，它可以全面了解污水处理厂的运行状况污水处理厂的运行状况8例：9完整、准确反映液位、流量异常完整、准确反映液位、流量异常l l流量与液位数据相结合，可以通过数学模型，很容易得到管流量与液位数据相结合，可以通过数学模型，很容易得到管网的剩余输送能力网的剩余输送能力l l数据可用于评估新增废水接入数否会影响管网，同时可很容数据可用于评估新增废水接入数否会影响管网，同时可很容易的通过流量、液位数据为新增管网等市政规划提供详细的数易的通过流量、液位数据为新增管网等市政规划提供详细的数据参考10l l 通过通过FLO-DARFLO-DAR监测流量、液位数据，即使是管网内本身液位监测流量、液位数据，即使是管网内本身液位就比较高，我们也可以知道能否接入新的废水，能接多少就比较高，我们也可以知道能否接入新的废水，能接多少精确的确定新增废水是否可接入精确的确定新增废水是否可接入Q Q，能否接入，能否接入？YESYESNONO11排水管网监测系统排水管网监测系统l l 流量计流量计l l 信号传输信号传输l l GPRS/GSMGPRS/GSMl l 以太网以太网l l 现场总线（现场总线（RS232RS232、ModbusModbus RS485RS485等）等）l l 模拟量输出模拟量输出l l 流量监测分析软件流量监测分析软件l l 采集流量数据采集流量数据l l 归档，图形显示归档，图形显示l l 流量报警流量报警l l 分析排水管网的问题分析排水管网的问题12排水管网流量计排水管网流量计l l 排水管道的特点：排水管道的特点：一般都是非满管的，偶尔有满管的时候一般都是非满管的，偶尔有满管的时候流量变化比较大流量变化比较大可能会有反向流量可能会有反向流量需监测点位多，区域广需监测点位多，区域广排水管网庞大排水管网庞大环境恶劣环境恶劣密闭空间密闭空间l l 面积流速法流量计是最佳的选择。

面积流速法流量计是最佳的选择13主要内容主要内容 排水管网流量监控的意义排水管网流量监控的意义 主流流量监测技术主流流量监测技术 哈希公司管渠流量监测方案哈希公司管渠流量监测方案14主流的固定流量监测技术主流的固定流量监测技术 电磁流量计电磁流量计- -满管流量监测满管流量监测 超声波明渠流量计超声波明渠流量计- -较大尺寸明渠流量监测较大尺寸明渠流量监测 多普勒流量计多普勒流量计- -各种明渠流量监测各种明渠流量监测15超声波明渠测流超声波明渠测流 通过简单的明渠结构可以导出流量通过简单的明渠结构可以导出流量流量流量与一种简单的测量参数与一种简单的测量参数“水深水深”间存在数学关系间存在数学关系只需测量水深代入公式即可计算出流量只需测量水深代入公式即可计算出流量通常采用超声波测量水深通常采用超声波测量水深 堰：堰：V V型堰、矩形堰、梯形堰型堰、矩形堰、梯形堰 水槽水槽 管嘴管嘴 文丘里管文丘里管 管道管道 渠道渠道16被测流流过量水槽（堰）形成一定的液被测流流过量水槽（堰）形成一定的液位高度，在自由流状态体下，其流过水位高度，在自由流状态体下，其流过水槽（堰）液体流量槽（堰）液体流量Q Q与水位与水位H H满足关系满足关系: :式中式中C C、n n 为与量水槽结构有关的系数为与量水槽结构有关的系数超声波明渠测流原理超声波明渠测流原理17V V型堰型堰18堰侧视图堰侧视图1920水水 槽槽 Parshall Parshall 巴歇尔水槽巴歇尔水槽 Palmer-Bowlus Palmer-Bowlus Leopold-LagcoLeopold-Lagco H-Flume H-Flume 精度精度 理想条件下理想条件下+/- 2-5%+/- 2-5%，加上测深设备的精，加上测深设备的精度度21巴氏水槽巴氏水槽Q=2.40*H11.564*W1.026 巴歇尔槽特点：水巴歇尔槽特点：水中固态物质几乎不中固态物质几乎不沉积，随水流排出沉积，随水流排出；水位抬高比堰小；水位抬高比堰小，仅为，仅为1/41/4，适用，适用于不允许有大落差于不允许有大落差的渠道。

的渠道22Palmer Bowlus Palmer Bowlus 水槽水槽23Leopold-Lagco Leopold-Lagco 水槽水槽24多普勒流量计多普勒流量计- -多普勒效应多普勒效应 在日常生活中，常会遇到这种情形：当一列火车迎面开来时在日常生活中，常会遇到这种情形：当一列火车迎面开来时，听到火车汽笛的声调变高，即频率增大；当火车远离而去，听到火车汽笛的声调变高，即频率增大；当火车远离而去时，听到火车汽笛的声调变低，即频率减小时，听到火车汽笛的声调变低，即频率减小 多普勒效应多普勒效应波源与观察者有相对运动时，观察者接收到波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率与波源发射频率不相同的现象的频率与波源发射频率不相同的现象 这是奥地利物理学家多普勒在这是奥地利物理学家多普勒在18421842年发现的年发现的25流量计算原理流量计算原理: :流量根据以下公式计算：流量根据以下公式计算：Flow (Q) =Area (A) x Average Velocity (V)因此，我们需要得到两个参数：因此，我们需要得到两个参数：截面平均流速截面平均流速和和截面积截面积 截面平均流速由雷达波根据多普勒原理测得截面平均流速由雷达波根据多普勒原理测得表面流速表面流速后，由经验公式、数后，由经验公式、数值模拟计算得到。

值模拟计算得到截面积则根据输入的截面积则根据输入的管路尺寸管路尺寸及特征联合超声波测得的及特征联合超声波测得的液位液位计算26平均流速的获得平均流速的获得1 point method2 point methodV mean3 point method27无线通信基本过程无线通信基本过程 GPRSGPRS GPRS GPRS通讯可使用户不出入监测现场通讯可使用户不出入监测现场SIMSIM卡卡天线天线GPRSGPRSinternetinternet28无线通信基本过程无线通信基本过程 基本上，无线通信都是经过特定的通讯模块完成对于本身不具备无基本上，无线通信都是经过特定的通讯模块完成对于本身不具备无线通讯功能的设备，只需要具备线通讯功能的设备，只需要具备RS232/485RS232/485的接口就可以通过另购的无的接口就可以通过另购的无线通讯设备完成无线通讯线通讯设备完成无线通讯 外部通讯设备通过外部通讯设备通过RS232/485RS232/485接口读取设备内实时数据，然后发送到固接口读取设备内实时数据，然后发送到固定定IPIP的主机，其他的主机，其他internetinternet用户只要有权限，就可以随时浏览这台主机用户只要有权限，就可以随时浏览这台主机上的数据。

上的数据 同时，这种无线通讯模块同时，这种无线通讯模块/ /设备可以直接向设定的、设备可以直接向设定的、emailemail发送报发送报警29主要内容主要内容 排水管网流量监控的意义排水管网流量监控的意义 主流流量监测技术主流流量监测技术 哈希公司管渠流量监测方案哈希公司管渠流量监测方案30哈希明渠流量计产品哈希明渠流量计产品l lFLO-DARFLO-DAR：液面以上安装，表面流速测量，多普勒频移液面以上安装，表面流速测量，多普勒频移原理l lSIGMASIGMA系列流量计：系列流量计：液面以下安装，表面流速测量，多液面以下安装，表面流速测量，多普勒频移原理普勒频移原理l lU53U53明渠流量计：明渠流量计：液面以上安装，通过测量水过堰液面以上安装，通过测量水过堰/ /槽槽前液位计算流量前液位计算流量31流体流速测定流体流速测定多普勒效应的应用：多普勒效应的应用：32FLO-DARFLO-DAR测量系统测量系统l l完整的完整的FLO-DARFLO-DAR系统：探头系统：探头+ +控制器FLO-DARFLO-DAR传感器传感器FL900FL900控制器控制器干燥剂干燥剂33FLO-DARFLO-DAR的工作原理的工作原理流速测量流速测量 多普勒雷达波多普勒雷达波根据多普勒原理，根据雷达波频移，传感器测量表根据多普勒原理，根据雷达波频移，传感器测量表面液体流速。

面液体流速液位液位/ /深度测量深度测量超声波超声波FLO-DARFLO-DAR采用向下超声波脉冲回波测量液位采用向下超声波脉冲回波测量液位34溢流情况下流速测定溢流情况下流速测定 溢流液位溢流液位 压力传感器压力传感器FL-DARFL-DAR使用压力传感器测量溢流液位，此时的使用压力传感器测量溢流液位，此时的流量以满管流速计算而满管流速有溢流流速流量以满管流速计算而满管流速有溢流流速探头测定探头测定 可选项：可选项：溢流流速溢流流速 电磁流量计电磁流量计溢流流速通过溢流流速电磁流量计测定当满管溢流流速通过溢流流速电磁流量计测定当满管或者溢流时候自动开启或者溢流时候自动开启 溢流状况下，雷达波测速不工作溢流状况下，雷达波测速不工作溢流液位35FLO-DARFLO-DAR上的雷达波测速上的雷达波测速 fDf=fr-fDv = D f k 2 cos fffr361 point surface methodFLO-DARFLO-DAR的测流方法的测流方法V meanFLO-DARFLO-DAR截面流速的测截面流速的测定：先以雷达波测定明定：先以雷达波测定明渠表面流速，然后以表渠表面流速，然后以表面流速按明渠形状、尺面流速按明渠形状、尺寸计算截面平均流速。

寸计算截面平均流速37液位及截面计算液位及截面计算: :l l液位和截面的获得都依靠超声波液液位和截面的获得都依靠超声波液位计l l仪器调试时，需要测量并输入探头仪器调试时，需要测量并输入探头到明渠底部的距离（右图到明渠底部的距离（右图3 3）仪器运行时，超声波测量探头到流体表面运行时，超声波测量探头到流体表面的距离，然后的距离，然后减法减法获得液位获得液位液位=H-LH是固定参数，现场测量后输入仪器L为探头到液面的距离，由超声波液位计测量得到LH38液位及截面计算液位及截面计。