市政管網(wǎng)流量監(jiān)測系統(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)場端實(shí)時數(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)場端實(shí)時數(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，以及測井、支架、機(jī)箱、太陽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)場可實(shí)時獲取流速、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”為主要測量儀器。當(dāng)液位高于0.1m時候，系統(tǒng)讀取多普勒流速儀數(shù)據(jù)。當(dāng)液位低于0.1m時，系統(tǒng)讀取雷達(dá)流速儀數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)全量程無盲區(qū)高精度的流量監(jiān)測。
  多普勒流速儀測量原理
  其中多普勒流速儀換能器可順著水流方向安裝，故流速測量點(diǎn)在機(jī)體上前方，不破壞流場，具有測量精度高，量程寬，可測弱流也可測強(qiáng)流，分辨率高，5秒出一組完整點(diǎn)流速，響應(yīng)速度快；測量線性，流速測量曲線實(shí)時響應(yīng)靈敏；無機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，不正對流水方向，不存在泥沙堵塞和水草等雜物纏繞；探頭堅固耐用，不易損壞，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。
   相比較目前主流的單點(diǎn)流速儀測量方式及雷達(dá)波測流方式，不同的在于單點(diǎn)只能固定的對一個點(diǎn)進(jìn)行測量，而當(dāng)水位發(fā)生變化時，其流場會響應(yīng)發(fā)生變化，平均流速的位置也發(fā)生變化，而測點(diǎn)則保持不變，此時測點(diǎn)處的流速幾乎不可能代表平均流速，流量統(tǒng)計的準(zhǔn)確性也無法保證。
而多點(diǎn)多普勒的測量原理為：計算流量采用垂線流速時，用的是均勻流的謝才---曼寧公式，它測量有限個點(diǎn)流速，依據(jù)斷面流速場流速分布圖，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---面積測流法。但是，由于通過流速場繪制等流速線的方法不便測流作業(yè)，于是，是水文人的發(fā)明，在同一起點(diǎn)據(jù)位置沿水深測量有限個點(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---面積測流法原理，算出流量，稱為垂線流速測流法，又習(xí)慣稱為水文測流法。

 雷達(dá)流速儀測量原理
雷達(dá)流速儀流速測量基于多普勒效應(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)波會產(chǎn)生多普勒頻移Δf， 多普勒頻移Δf正比于流速。通過測量多普勒頻移即可測量出流體的流速。
（1）為得到較高的精度，雷達(dá)流速/流量儀應(yīng)當(dāng)安裝于水面平緩穩(wěn)定、沒有回流和漩渦、 處于測量范圍內(nèi)的水面無障礙物等環(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量精度，應(yīng)避免在這種環(huán)境下安裝。
（2）盡量滿足是測量點(diǎn)上游管道平直段是測量管道寬度的 5－10 倍，測量點(diǎn)下游管道平直段是測量斷面段管道的 1－2 倍。需要在管道上開孔改建測井安裝雷達(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)多普勒測量原理；
測量波束數(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；
 測量時間間隔：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；
盲區(qū)：0.03 m；
聲波測量范圍：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：雙模自動切換，低水位或者傳感器被淤泥掩埋，自動切換非接觸是雷達(dá)模式，確保測量不留死角
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、聲波測量范圍截取、流速-流量計算模型公式等所有可輸出參數(shù)。并能實(shí)時采集設(shè)備的工作狀態(tài)、流速曲線、信號強(qiáng)度、信號可靠性等數(shù)據(jù)。
 
2）智能流量計技術(shù)參數(shù)要求
1.實(shí)時輸出聲學(xué)多普勒傳感器多點(diǎn)流速，信號強(qiáng)度，可信度信息。
2.可輸出實(shí)時流量、累計流量、平均流速、斷面過水面積、水位、姿態(tài)、報警等數(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)置流量計算模型，可輸入率定公式。
5.實(shí)時輸出ADCP傳感器水下三維安裝信息，按實(shí)測角度實(shí)時修正點(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、異常自動報警功能，提示換能器位置偏移
7.測量模式：自動定時測量模式和遠(yuǎn)程受控測量模式*8.配套藍(lán)牙通訊模塊：可連接手機(jī)端參數(shù)調(diào)試APP。