多普勒超声波流量计如何对城市雨污管网进行远程监测

转眼又过了立夏得节气，火热的太阳也伴随雨季而来。近年来，随着我国城市化进程的加快，城市越来越向着大型化发展，人口密度逐年加大。每一年的雨季对我们的城市的排水系统及排水制度都是一个考验，由排水系统落后引发的不仅仅是短时间的城市内涝，交通中断，还有随之而来的城市水体污染问题。

我国南方城市的通病，长期以来，对黑臭水体的整治以大截排为主。大截排，即在河道两侧修建截污箱涵将排入河流的污水收集后送入污水处理厂处理，此举基本可以确保旱季时的污水不直排入河，但暴雨期间的雨水、河沙会和污水一同涌入箱涵流入污水处理厂，造成污水总量远远超出污水处理厂的处理能力，影响污水的处理效益和出水结果，超出部分的污水只能排入河中。同时，雨污混流带来的河沙还会损坏污水处理厂的设备。

污水井水位可直观准确的反映城市排水管道的运行状态，窖井内通常比较潮湿、无法供电、信号质量差‘水位监测难度很大。城市雨污水管网监测终端是一款集水位监测、支持无线通讯、IP68防护、电池自供电等功能于一体的智能设备，能够完美适应窖井监测环境。

污水井内涝导致各路面积水，房子车子被淹，难以行走。

如何及时准确的发现异常管段，减少窖井污水满溢事件的发生，是每个排水公司都关心的问题。

由于窖井的特殊环境，要求采集设备必须具备如下条件：

1、防护等级IP68。窖井污水可能会溢出，一旦溢出意味着整个监测设备完全泡水里面，尤其是南方台风过境，这种情况可能会持续3-5天。

2、信号传输要稳定。窖井信号不好，而且很多情况窖井带有安全防护网（防止行人掉进井内），为了不影响防护网检修，采集设备必须位于防护网以下，这样信号就更弱了。

3、窖井环境特殊，要求采集设备必须是电池供电模式。电池的使用寿命与上报频率有很大的关系，在同等容量下延长电池的使用时间，要求在汛期尽量增加上报频率，在非汛期降低上报频率。此次要求采集设备必须具备根据水位自动调节频率功能，可以设置至少三级预警上报频率，根据不同的水位值，自动调节上报频率。我们电池采用IP68的防水防护腐材质。更适合在管网中长期使用。

此次采用产品多普勒超声波流量计，防护等级为IP68,可同时测水位，流速，流量三种数据。

多普勒超声波流量计是利用声波在流体中传播的多普勒效应，通过测定流体中运动粒子散射声波的多普勒频移，即可得到流体的速度，结合内置压力式水位计，利用速度面积法，即可测量液体的流量。适合于明渠、河道及难以建造标准断面的流速流量测量以及于各种满管和非满管明渠流速流量测量。

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。

◆采用速度面积法测流，无水头损失，不需建设标准堰槽。

◆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。

◆可测量瞬时流量和累积流量。

◆采用频域多普勒分析算法，数据稳定可靠，实时性强。

◆安装简单，不需辅助工程设施。

产品应用

◆渠道、河道、下水道、排水管网等的各种满管与非满管场景的流量计量

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△f，多普勒频移△f,多普勒频移△f正比于流速。通过测量多普勒频移△f即可测量出流体的流速。

安装方法

遥测终端机，该产品主要应用于环境潮湿、无电源、信号弱的环境。外置防护箱可达到IP68防水性能，可接2G网络，适合在管网中信号弱环境用。

遥测终端机是为满足水利水情行业遥测对多通信信道，大容量数据存储的要求而设计的新型遥测终端设备。它以高性能低功耗微控制器为核心，具有多个传感器接口和多个通信接口，是集数据采集、显示、存储、通信和远程管理等功能于一体的智能遥测数字终端设备。

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），降低功耗。

◆内嵌GPRS/CDMA模块，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：1mA@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持平台，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，保证终端永远在线。

产品应用

◆可广泛应用于各种水利信息化建设领域，如水文、水资源、水环境、水污染、山洪灾害、水库安全、大坝安全的远程测控领域。

徳希云数据展示平台：主要用于展示各个站点的水位、流速、流量、气象、空气温湿度等信息。其功能为：站点的管理，全部站点实时数据的查看，单个站点的实时数据、历史数据、报表、曲线、历史数据导出，历史曲线的导出。该平台可以免费使用，如需自建平台可以对数据进行解析。遥测终端机支持的协议是SL651-2014水文通讯规约