积水监测多普勒流量计

近年来，由强降雨引发的道路、桥梁、涵洞积水的现象时有发生，给人们带来很大不便，严重时会造成生命、财产损失。 城市内涝监控系统是根据的市政物联网技术、云计算、GIS技术、自动控制技术、通讯技术、数据库技术等技术，可以实现城区雨、污水全过程监管。水利部门可以借助该系统整体把握整个城区内涝状况，及时进行排水调度，同时可利用该系统实时获取各路段的实时积水水位、流量，并借助广播、电视、短信等媒体为广大群众发出预警信息，避免人员、车辆误入深水路段造成人身、财产损失。

设计方案目标
1、城市内涝应急指挥
及时准确获得内涝点实时水情数据和发布预警信息，为应急防汛工作提供决策依据；
为制定不同等级雨情下科学的应急预案提供数据支持；
依据区域内全局的内涝数据合理指挥局部内涝浸水区域的排水抢险工作。
2、预警防险功能：
在城市隧道、低洼等易积水的关键地点设施水位、流量监测点，并建设预警屏，实时显示积水深度提醒路过人员和车辆，防止险情发生。
系统组成
该设备分为三个部分，分别是：前端监测、数据处理及数据传输。
前端监测：前端道路桥梁积水监测、河道水位监测、城市排水监测、水雨情监测等监测设备，用于对城市水况信息的数据采集，同时各监测设备可部署摄像装置，用于对该区域内的图像、视频进行拍摄，方便数据处理中心直观了解区域内情况。
系统构成：
1 积水监测多普勒流量计

该探头可同时测量水位、流速、流量
2 遥测终端机该遥测终端机主要功能是将各个测量点的流量水质等信息进行汇总计算，通过4G无线网络发送到服务器，可以通过污水监测云平台或者管理终端查看实时的水质、流量等信息。

3 太阳能电池板和蓄电池
主要用于传感器探头和遥测终端机供电，一般采用38AH/12V蓄电池和40W太阳能电池板供电，默认5分钟采集一次。
4 镀锌钢管：用于线缆走线
5 设备机箱：用于放置控制器、电池、充电器、信号防雷器等。
6 安装支架：用于将流量计探头固定于排污井内部
7其他必要设备（电源，地笼，基础等）
8 污水监测云平台或本地平台
1 积水监测多普勒流量计
多普勒超声波流量计测量原理：多普勒超声波流量计流速测量基于多普勒效应，探头斜向上发出一束超声波，超声波在流体中传播，流体中会含有气泡或者颗粒等杂质（可以认为流体中的杂质和水流的速度一致），当超声波接触到流体中的杂质时会使反射的超声波产生多普勒频移Δf，多普勒频移Δf正比于流速。通过测量多普勒频移Δf即可测量出流体的流速。

多普超声波流量计采用速度面积法测流，利用超声波流速传感器测量流速V，利用压力式水位计测量水位H，预先在控制器设置的渠道参数，控制器可以利用水位自动换算出过流面积S，流体的流量公式为：
Q=V×S
其中V- - - -流速 S- - - -过流面积Q- - -瞬时流量。
由于采用了速度面积法测流，其可以适用于任何形态的断面。
优点：
1) 测量精度高，流速精度可达测量流速的±1%。
2) 采用速度面积法测流， 可以适用于各种形态断面或者非规则断面的水流量测量。
3) 使用简单，只需要将设备固定在渠道里面即可完成测量。
4) 能够测流低至2cm/s的流速，是其他流量传感器无法实现的。
5) 无水头损失，不会对水流造成阻碍。
6) 设备整体高度3CM，只需要低水位3CM就可以检测。
产品技术参数（FV-LSX-2）
量程 0.02m/s～5.00m/s
精度 ±1% ±0.01m/s
分辨率 1mm/s
方向 正负流向
量程 0m～10m
精度 ±1cm/s
分辨率 1mm/s
量程 0℃～60℃
精度 ±0.5℃
分辨率 0.1℃
量程 0.001m³/s到9999m³/s取决于实际断面
精度 ±3%
分辨率 0.0001m³/s
供电范围 9-24V
采集周期 可设定
接口类型 RS485（Modbus）
功耗 ≤1W
储存温度 -20～80℃
工作温度 -20～65℃
防护等级 IP68
防爆标志 Exib ⅡBT4Gb
产品特点：
所有功能集于一身的设计，同时测量平均流速、水深、水温。
不需要借助其他标尺，即可实时测量水流方向，瞬时流量和累计流量。
采用速度面积法测流，无水头损失，不需建设标准堰槽；流体曲面外壳，水阻小，不积水，不易挂污染物。
采用超声波多普勒原理测流速流量，测量精度高，起始速度低。
无机械转子结构，对水流状态无影响，测量更精准。
自带温度传感器，可用于补偿水温对声速的影响。
安装简单，不需辅助工程设施。
2 遥测终端机
供电电压 DC 9-26V
待机功耗 <0.9mA（12V）
操作温度 -25～65℃
存储温度 -30～65℃
无线通讯 GPRS/CDMA/3G/4G
通讯接口 支持有线网络
LED屏 192×96（可选）
可靠性 平均*工作时间不低于10000h
存储空间 16M FLASH（可扩展）
数据导出 平台导出或USB导出
通信接口 RS485(Modbus），4-20mA
配置方式 远程配置与本地无线配置
支持传感器 水位计、雨量计、工业摄像头、流量计、水质传感器、风速风向传感器等。
产品特点：
符合《SL651-2014水文监测数据通信规约》，特殊场合可根据客户要求进行协议定制。
支持同时向多个站点发送报文。
支持多种工作模式（包括自报式、查询/应答式、兼容式等），最大限度降低功耗。
内嵌GPRS/CDMA模板，实现采集、控制、无线传输于一体。
支持水位计、雨量计、工业摄像头、流量计、水质传感器、风速风向传感器等接口。
超低待机功耗：0.9mA（12V）
内置大容量存储空间，支持USB本地数据导出功能。
支持远程升级，配置，维护。
可自由设置传感器采集周期
可同时支持有线网络和无线网络
现场可通过手机无线连接设备，调试人员只需通过web即可对设备进行配置和状态查看。
支持短信数据上传，数据预警功能，可根据用户需求设置短信内容。

采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，宽温设计，耐高低温，耐强电磁干扰。适用于各种恶劣的现场。采用完备的系统保护机制和防掉线机制，保证终端一直在线。