城市污水管网水质监测系统
一、 城市污水管网水质监测系统方案背景：
污水收集管网作为污水处理系统工程的重要组成部分，首先必须***具备较为完善的污水管网系统，才能有效收集沿途污水进入污水处理厂进行集中处理。如何衡量污水管网系统是否完善，设计是否合理，管网漏损率是否过高，后期如何完善管网，如何避免偷排漏排，如何应对各种***天气，各种突发状况引起的水质水量冲击，都是管网运营需考虑的问题。
随着科学技术的不断发展，以及居民对生活品质的要求逐步提高，上述问题已经有能力且有必要考虑如何解决。智慧水务的概念，就是在这种情况下提出。
所谓智慧水务，区别于以往传统水务的地方在于，可以在线探测，实时回传信息，经过大数据分析，可以得出管网运营健康状况，对解决上述问题提出合理的建议，真正达到运筹帷幄之中，决胜千里之外。
智慧水务主要由以下几部分组成：
二、方案总体概述：
方案整体由以下几个部分组成： 采用多普勒超声波流量计和水位计监测管网内的
水量和水质情况，配合遥测终端机使用，采用市电或者太阳能供电系统进行供
电，将流量计、水质传感器固定于渠道中，遥测终端机定时的采集流量计里面的数据通
过GPRS远程发送到服务器中，数据可以通过WEB平台进行查看。
整个系统由以下几个方面组成：
（1）多普勒超声波流量计，用于测量管道内的流速、水位、水温、流量、累计流量。
（2）水质传感器，用于监测管道的水质情况，包括pH，浊度，电导率，溶解氧等
（3）遥测终端机，用于采集本地传感器的相应的数据，并将数据发送至服
务器。
（4）设备机箱，用于放置胶体蓄电池，充电器，遥测终端机等。
（5）太阳能供电系统，由太阳能和蓄电池，以及充电控制器组成，用于给整个系统
进行供电，当个别站点无法使用市电或者太阳能供电时，可以采用锂电池供电。
（6）服务器及相应的接收软件，用于接收和解析遥测终端机发送上来的相应的报文，
进行解析和存储。（7）数据云平台，用户可以通过WEB或者手机浏览器浏览各个站点的数据信息。RTU通过太阳能供电系统供电，采集多普勒超声波流速仪的流速与水位数据，通过水
位计算横截面积乘以流速计算流量。RTU采集到数据连接到智慧城市内部平台（兼容现
有协议与平台），同时可以连接到九州晟欣云平台进行远程配置，并提供免费的平
台查询数据（可以通过手机端或PC端，随时随地查询数据）。
三、硬件产品的参数性能指标：
1、多普勒超声波流量计
产品特点：
宽量程：0.02-5m/s(流速)
分辨率可达1mm/s（流速）
高响应时间，打破以往需要长时间才能得到流速流量的，测量结果时时刷 新。
速度面积法流量测量，适合满管及非满管，可自由设定断面水位关系。
内部自带高精度温度传感器可用于水温测量和声速补偿。
流体力学外壳设计，对水体流态影响小，不影响测量精度。
防腐蚀外壳设计，能够在恶劣环境下长期工作。
可提供瞬时流量值和累积流量值。
无机械转动部件，不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题，*适用于泥沙悬浮物
含量高，水草等漂浮物多的河流中测量。
测量线性，出厂已校准长期使用也无需校准。
配有数据接收软件，可读取实时数据和累计数据。
技术参数：
流速：测量范围：0.02-5m/s
精度：1.0%±1cm/s
分辨率：1mm/s
水深：
测量范围：0m-5m
精度：±1cm
分辨率：1mm
温度：
测量范围：-10℃-60℃
精度：±0.5℃，
分辨率：0.1℃
流量：
测量范围：0.001m?/h-999999999 m?/h（根据断面可以增加）
精度：±3%（根据断面流态有所不同）
分辨率：0.0001 m?/s
电源：直流10V-24V
工作电流：12V 小于0.1A
输出信号：RS485（Modbus-RTU）
存储容量：2M（可扩展）
防护等级：IP68
工作温度：0℃-60℃（不结冰）
存储温度：-10℃-70℃
设备材质：灰色PVC
多普勒超声波流量计的工作原理：
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。
速度面积法测流原理：
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。
多普勒超声波流量计的安装方式：
由于多普勒超声波流量计采用速度面积法进行测流，因而其可以适用于任何断面的流量监测，只需要将设备固定好放入待测断面即可。
2、在线多参数水质传感器，用于监测管道的水质情况，包括pH，浊度，电导率，溶解氧等
在线多参数自清洗数字数传感器，采用一体化设计，产品可靠易用。*多可同时测
量5个参数，可选择传感器类型有溶解氧、pH、ORP、电导率/盐度、氨氮、浊度等。采
用RS-485总线，Modbus/RTU通讯协议，数据可直接传输至采集平台。
在线多参数水质传感器上配备自动清洗装置，可以设定自动清洗间隔时间和自动清
洗圈数，以适应不同清洁程度的水质。自动清洗装置可以有效地清洁传感器表面，防止
微生物附着，***的减少维护成本。每支传感器配备快速插拔防水接头，拆装方便。
前端的传感器保护罩用来保护内部传感器不受损坏，保护罩四周开有槽孔，可以有
效防止大的悬浮颗粒和生物对传感器探头的破坏，同时不会影响测量的准确性。
特点：
数字传感器，RS-485总线，Modbus/RTU通讯协议。
配备自动清洁装置，可以***清洁传感器表面，防止微生物附着，测量更准确
维护成本。
可选配溶解氧、电导率/盐度、浊度、氨氮、pH、ORP等数字传感器，适合长期在线监测。
一体化设计，可以同时测量5个参数（含温度）。
技术参数：
1.PH测量范围：0-14 测量精度：±0.1 分辨率：0.01
2.溶解氧测量范围：0-20mg/L（0-200%饱和度）测量精度：±2%FS 分辨率：0.01mg/l
3.电导率测量范围：0-5000uS/cm （可扩展其他量程）测量精度：±1.5%FS 分辨率：1uS/cm 4.浊度测量范围：0-1000NTU 测量精度：±3%或3NTU 分辨率：0.1NTU
5.水温：测量范围：0-50℃ 测量精度：±0.5℃ 分辨率：0.1℃
6.工作电压：12-24V
7.输出接口：RS485 Modbus
8.安装方式：浸入式安装。
9.校准方式：两点校准
10.防护等级：IP68
11.工作温度：0-65℃
12.工作压力：＜0.2Mpa
数据采集器参数：
数据采集器参数：
数据采集器是一种集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象采集系统。它在工农业生产、气象监测、环境监测和水文水利领域都有广泛的用途。
数据采集器具有数据采集、实时时钟、数据定时存储、参数设定、友好的人机界面和标准通信功能，可以根据用户的需求很方便的与计算机建立有线（RS485、RS232、USB等）、无线通讯（GPRS、WIFI、LAN、Zigbee等）连接。
二、数据采集器适用范围
可广泛应用工农业生产、气象监测、环境监测和水文水利领域的数据采集、存储和上传。
三、数据采集器技术参数
环境温度：-30~85℃
采样频率：0.5 S/次
标准工作电源：220VAC /DC12V
宽电压输入：8~40V
显示形式：192*64全点阵液晶显示，
可以显示12*4个汉字，整体界面清晰美观；
功耗：整机功耗≤ 2W
数据储存容量： 4M
四、结构尺寸
长宽高：2700*2000*950mm
供电系统部分：
4、太阳能电池板
功率：12V 40W。
工作温度：-10℃～+50℃。
太阳能电池组件：1 块。
5、蓄电池
标称供电电压：12V；
容量： 38AH；
通电电流：6A；
工作温度：-10℃～+50℃；
寿命：3 年以上（25℃）；
尺寸：200x165x475mm
胶体太阳能专用蓄电池
6、充电控制器
系统电压：12/24VDC。
负载电流：5-30A。
工作环境温度：-35℃ ～ 55℃。
自损耗：＜4mA。
温度补偿：-18mV/℃。
过放保护值：11.1V。
充电电流：30A。
*终充电电压：13.9V。
过放恢复值：12.6V ×2/24V。
