市政管網(wǎng)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平面陣列型ADCP多點(diǎn)聲學(xué)多普勒流速儀

市政管網(wǎng)流量精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平面陣列型多點(diǎn)聲學(xué)多普勒流速儀ADCP包括現(xiàn)場(chǎng)端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控設(shè)施、服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端三大部分。現(xiàn)場(chǎng)端實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控設(shè)施主要包括多點(diǎn)多普勒流速儀、雷達(dá)流速儀和DTU，以及測(cè)井、支架、機(jī)箱、太陽(yáng)能供電等輔助功能設(shè)施。服務(wù)器包含服務(wù)器硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端為用戶所使用的電腦等顯示終端。現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)時(shí)獲取流速、水位、流量數(shù)據(jù)，通過DTU遠(yuǎn)程發(fā)送至服務(wù)器，經(jīng)應(yīng)用系統(tǒng)系統(tǒng)處理后*終在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端供用戶直接使用。
測(cè)量原理及工作方式
   本方案采用“管網(wǎng)式平面陣列型多點(diǎn)聲學(xué)多普勒流速儀”+“雷達(dá)流速儀”為主要測(cè)量?jī)x器。當(dāng)液位高于0.1m時(shí)候，系統(tǒng)讀取多普勒流速儀數(shù)據(jù)。當(dāng)液位低于0.1m時(shí)，系統(tǒng)讀取雷達(dá)流速儀數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)全量程無(wú)盲區(qū)高精度的流量監(jiān)測(cè)。
  多普勒流速儀測(cè)量原理
  其中多普勒流速儀換能器可順著水流方向安裝，故流速測(cè)量點(diǎn)在機(jī)體上前方，不破壞流場(chǎng)，具有測(cè)量精度高，量程寬，可測(cè)弱流也可測(cè)強(qiáng)流，分辨率高，5秒出一組完整點(diǎn)流速，響應(yīng)速度快；測(cè)量線性，流速測(cè)量曲線實(shí)時(shí)響應(yīng)靈敏；無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不正對(duì)流水方向，不存在泥沙堵塞和水草等雜物纏繞；探頭堅(jiān)固耐用，不易損壞，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
   相比較目前主流的單點(diǎn)流速儀測(cè)量方式及雷達(dá)波測(cè)流方式，不同的在于單點(diǎn)只能固定的對(duì)一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，而當(dāng)水位發(fā)生變化時(shí)，其流場(chǎng)會(huì)響應(yīng)發(fā)生變化，平均流速的位置也發(fā)生變化，而測(cè)點(diǎn)則保持不變，此時(shí)測(cè)點(diǎn)處的流速幾乎不可能代表平均流速，流量統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性也無(wú)法保證。
而多點(diǎn)多普勒的測(cè)量原理為：計(jì)算流量采用垂線流速時(shí)，用的是均勻流的謝才---曼寧公式，它測(cè)量有限個(gè)點(diǎn)流速，依據(jù)斷面流速場(chǎng)流速分布圖，繪制等流速線，及等速線的均值，乘以它們之間過水面積，得部分流量，全斷面部分流量求和，得全斷面流量，稱為部分流速---面積測(cè)流法。但是，由于通過流速場(chǎng)繪制等流速線的方法不便測(cè)流作業(yè)，于是，是水文人的發(fā)明，在同一起點(diǎn)據(jù)位置沿水深測(cè)量有限個(gè)點(diǎn)流速，然后用面積包圍法求出一條垂線的流速，*后根據(jù)部分流速---面積測(cè)流法原理，算出流量，稱為垂線流速測(cè)流法，又習(xí)慣稱為水文測(cè)流法。

 雷達(dá)流速儀測(cè)量原理
雷達(dá)流速儀流速測(cè)量基于多普勒效應(yīng)，探頭斜向下發(fā)出一束雷達(dá)波，雷達(dá)波在照射到水體表面反射，由于多普勒效應(yīng)，發(fā)出去和雷達(dá)波和接收到的雷達(dá)波會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移Δf， 多普勒頻移Δf正比于流速。通過測(cè)量多普勒頻移即可測(cè)量出流體的流速。
（1）為得到較高的精度，雷達(dá)流速/流量?jī)x應(yīng)當(dāng)安裝于水面平緩穩(wěn)定、沒有回流和漩渦、 處于測(cè)量范圍內(nèi)的水面無(wú)障礙物等環(huán)境下。存在上述排水口、垂直跌水、擋流板、河道彎曲 或結(jié)合處等情況都將影響到測(cè)量精度，應(yīng)避免在這種環(huán)境下安裝。
（2）盡量滿足是測(cè)量點(diǎn)上游管道平直段是測(cè)量管道寬度的 5－10 倍，測(cè)量點(diǎn)下游管道平直段是測(cè)量斷面段管道的 1－2 倍。需要在管道上開孔改建測(cè)井安裝雷達(dá)流速儀

技術(shù)說明
管網(wǎng)式多普勒ADCP流速儀
工作原理：聲學(xué)多普勒測(cè)量原理；
測(cè)量波束數(shù)量：單波束；
安裝方式：座底式安裝；即可面向水流方向安裝也可以背向水流方向安裝；
工作頻率：≥2.0 MHz；
 測(cè)量時(shí)間間隔：5秒可輸出一組全量程點(diǎn)流速數(shù)據(jù)
聲波單元尺寸及單元數(shù)量：單元尺寸≤0.03m；*大單元數(shù)量80個(gè)；
盲區(qū)：0.03 m；
聲波測(cè)量范圍：2m； 
流速精度：0.5%±2.0mm/s；
流速范圍：±6m/s(*大流速±20 m/s)；
波束開角：≤1.4°；
換能器夾角:  垂直方向45°夾角；
殼體材料：陽(yáng)極氧化鋁和高強(qiáng)度工程材料；
通訊方式及保護(hù)：RS232和RS483，光電隔離通訊距離*大300米；
三維姿態(tài)儀器精度： 正北±2%   前傾、側(cè)傾 ±0.5°；
功耗：采樣功耗≤1.2w，休眠功耗≤0.1mw；
工作模式：雙模自動(dòng)切換，低水位或者傳感器被淤泥掩埋，自動(dòng)切換非接觸是雷達(dá)模式，確保測(cè)量不留死角
配套參數(shù)調(diào)試軟件：具有PC端和手機(jī)端（藍(lán)牙通訊）兩種版本；軟件界面可顯示流速、斷面水位、流向、聲波測(cè)量范圍截取、流速-流量計(jì)算模型公式等所有可輸出參數(shù)。并能實(shí)時(shí)采集設(shè)備的工作狀態(tài)、流速曲線、信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)可靠性等數(shù)據(jù)。
 
2）智能流量計(jì)技術(shù)參數(shù)要求
1.實(shí)時(shí)輸出聲學(xué)多普勒傳感器多點(diǎn)流速，信號(hào)強(qiáng)度，可信度信息。
2.可輸出實(shí)時(shí)流量、累計(jì)流量、平均流速、斷面過水面積、水位、姿態(tài)、報(bào)警等數(shù)據(jù)；
3.可設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)矩形，梯形，圓形管道（含非滿管）及自定義斷面數(shù)據(jù)
4.內(nèi)置流量計(jì)算模型，可輸入率定公式。
5.實(shí)時(shí)輸出ADCP傳感器水下三維安裝信息，按實(shí)測(cè)角度實(shí)時(shí)修正點(diǎn)流速數(shù)據(jù)。
6.配備姿態(tài)傳感器，并具有安裝位置傾斜、異常自動(dòng)報(bào)警功能，提示換能器位置偏移
7.測(cè)量模式：自動(dòng)定時(shí)測(cè)量模式和遠(yuǎn)程受控測(cè)量模式*8.配套藍(lán)牙通訊模塊：可連接手機(jī)端參數(shù)調(diào)試APP。