一、系統應用背景河流懸移質泥沙含量(含沙量)是重要的水文參數之一,河流含沙量監測對于水利水電建設工程,水資源開發利用,水土流失治理,工農業取水用水,水文預報等意義重大。目前水文上測量河流含沙量的主要方式是:人工取樣,使用烘干法測量含沙量。該方式從樣品的采集到分析,均需要大量人力,物力和時間的投入,并且測量周期長,操作過程繁瑣,勞動高強度,難以實時,在線監測河流含沙量的變化。近些年來隨著新產品新技術的持續引進,針對河流泥沙的監測積累了一些經驗,獲得了一些進展。目前,由我司研究開發的JBNS-100型 全自動泥沙在線監測系統已正式投入使用,本套系統能實現了含沙量和輸沙率的實時在線監測。
二、全自動泥沙在線監測系統簡介JBNS-100型 泥沙在線監測系統主要由泥沙傳感器、數據采集與傳輸系統(含RTU)、供電系統、數據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量監督檢驗測試中心》水文儀器特性要求。2.1系統特點:能直接輸出測點泥沙含量值、水深、溫度值;自動計算斷面平均含沙量與輸沙率,24小時連續在線監測; 支持整合多個斷面泥沙傳感器數據;建立泥沙與水位、流量等有關的關系線;直接生成水文規范報表,能直接參與資料整編。2.2測量原理本套系統所使用的傳感器基于組合紅外吸收散射光線法,經過逆投影成像技術,可以連續精確測定水體中的懸移質泥沙含量。按照紅外散射光線技術不會受到色度影響測定懸移質泥沙含量,能直接輸出泥沙含量數據,實現實時在線監測。2.3
JBNS-100型 泥沙在線監測儀JBNS-100型 測沙傳感器基于組合紅外吸收散射光線法,經過逆投影成像技術可以連續精確測定水體中的懸浮泥沙含量。按照紅外散射光線技術不會受到色度影響測定泥沙含量濃度值,即能直接輸出泥沙含量數據,實現實時在線監測。按照使用環境可以選裝帶自清洗功能和保護裝置。傳感器主要特點:傳感器采用多光束紅外散射光逆投影成像技術組合TES91算法;音叉震動與電磁感應技術(高量程);內設自診功能,保證數據準確;可選裝清潔刷自動清洗功能,降低傳感器維護量;數字化傳感器,抗干擾性能強; 泥沙同質性標定與分析識別;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,滿足不同測驗環境要求。表1 JBNS-100型 泥沙傳感器規格規格 詳細信息尺寸 直徑90mm*長度 478mm重量 6KG主要材料 機身:鈦合金+POM+316L不銹鋼 O型環:氟橡膠 線纜:PVC防水等級 IP68/NEMA6P測量范圍 0.001kg/m3-120kg/m3,可按定制量程測量精度 誤差小于測量值的±5%耐壓范圍 ≤0.3Mpa/0-30m水深標配,***到50米流速 ≤5.0m/s存儲溫度 -25到85℃測量環境溫度 0到55℃校準 斜率校準/多點校準傳感器線 標準整體電纜,可定制深度傳感器 量程:0-100M,精度:0.01M溫度傳感器 量程:-20℃-120℃,精度:0.1℃電源 DC12V輸出 經過6mm抗拉屏蔽線纜輸出數字信號顯示輸出 本地觸摸屏顯示,遠程WEB端顯示,手機APP查看軟件 可實時顯示測量值并保存,可與系統報表對接2.4數據采集與分析主機(含RTU功能)系統主要功能如下:(1)能自動采集及處理測沙傳感器監測到的泥沙數據,并按照泥沙-斷沙率定公式自動計算斷面平均含沙量,支持導入斷面流量數據,自動計算斷面輸沙率,對泥沙進行24小時連續在線監測,實現數據采集的準確性、完整性、及時性和可靠性; (2)可同時接收多個水文站(或監測斷面)的泥沙含量數據,每個水文站(或監測斷面)可同時支持多個JBNS-100型 傳感器;(3)統計分析:實時監測的數據可自動傳輸并存儲在中心數據庫,也可進行數據統計,可生成逐日平均懸移質輸沙率表和逐日平均含沙量表等符合《水文資料整編規范》的多種報表,與Excel無縫對接;(4)遠程控制:遠程修改參數,異常數據報警等,同時可按客戶要求定制功能。