全自動泥沙在線監測儀

jsjb0516

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工程建設，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法是：人工取樣，使用烘干法測量含沙量。該方法從樣品的采集到分析，均需要大量人力，物力和時間的投入，而且測量周期長，操作過程繁瑣，勞動強度大，難以實時，在線監測河流含沙量的變化。

近年來隨著新產品新技術的不斷引進，針對河流泥沙的監測積累了一些經驗，取得了一些進展。目前，由我司研發的JBNS-100型 全自動泥沙在線監測系統已正式投入使用，本套系統可以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：

v 可直接輸出測點泥沙含量值、水深、溫度值；

v 自動計算斷面平均含沙量與輸沙率，24小時連續在線監測；

v 支持整合多個斷面泥沙傳感器數據；

v 建立泥沙與水位、流量等相關的關系線；

v 直接生成水文規范報表，可直接參與資料整編。

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，通過逆投影成像技術，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受色度影響測定懸移質泥沙含量，可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，通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受色度影響測定泥沙含量濃度值，即可直接輸出泥沙含量數據，實現實時在線監測。根據使用環境可以選配帶自清洗功能和保護裝置。

傳感器突出特點：

Ø 傳感器采用多光束紅外散射光逆投影成像技術結合TES91算法；音叉震動與電磁感應技術（高量程）；

Ø 內設自診功能，保證數據準確；

Ø 可選配清潔刷自動清洗功能，減少傳感器維護量；

Ø 數字化傳感器，抗干擾能力強；

Ø  泥沙同質性標定與分析識別；

Ø 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，可根據定制量程
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，最大到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	通過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，并根據泥沙-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，并可進行數據統計，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，同時可根據用戶要求定制功能。

數據處理主機參數如下：

名   稱	參  數	描述說明
主要參數
CPU	AM3352BZCZD60@600MHZ	ARM Cortex-A8構架，工業級溫寬
內存	256M DDR3	工業級溫寬：-40℃ ͠  +85℃
NandFlash或e.MMC	256MB SLC NandFlash/4GBe.MMC	工業級溫寬：-40℃ ͠  +85℃
數據接口
百兆以太網接口	2路	2路10/100自適應網絡接口
3G/4G模塊接口	1路	用于擴展3G/4G通信模塊
WIFI模塊接口	1路	2.4G WIFI
USB HOST	2路	USB2.0高速
TF卡接口	1路	支持大容量TF卡和MicrsSD卡，設計了熱拔插檢測，支持SD Memory Card協議v2.0
SIM卡接口	1路	MICRO-SIM卡
調試串口	1路	RS232
RS485接口	4路	可根據總線擴展N個接口
RS232接口	4路	與485復用
CAN接口	2路	支持CAN2.0 Part A和2.0Part B，最高傳輸速度可達1Mbit/S
RTC時鐘	高精度時鐘芯片	采用高精度RX8025時鐘芯片，后備電池，可以再斷電時保證時間不丟失
LED指示燈	2個	1個CPU工作心跳燈，1個用戶自定義燈
用戶按鍵	1個	可自定義按鍵功能
電氣特性
輸入電壓	DC12V	9-30V
工作溫度	-40℃ ͠  +85℃	工業級溫寬
工作濕度	5% ͠   95%
結構參數
機盒尺寸	159mm×105mm×33mm

2.5供電系統

供電模塊通過太陽能電池板和蓄電池的供電方式，配備充電控制器，可用交流電對電池進行充電。蓄電池100AH，100W太陽能板供電。

2.6數據管理軟件

自動化接收處理軟件可安裝于中心站服務器、現場控制服務器，軟件系統采用架構為C/S和B/S兩種模式，能接收測站發來的各項有關信息，并能遠程下載數據和設置測站工作參數。在非測流時間，能人工控制增加測次。根據測站實測數據生成《河流流量測驗規范》（GB50179-2015）、《水文資料整編規范》（SL247-2012）等現行水文規范、標準所需報表。

2、能實現在線測流功能，嚴格依據水文測驗規范及《水文資料整編規范》（SL247-2012）等現行有關規范、標準要求，建立各相關要素數據表結構，并提供數據庫訪問權限及訪問技術支持。

3、管理要求：軟件管理上進行權限分級，不同權限的管理者對其進行不同程度的操作。