水渠流量监测方案

一. 项目信息

水渠：水流量监测6个水渠流量计（渠宽：6米，深0.5米）

相关信息如下

对6个水渠流量监测,从而监测总流量数据

• 产品介绍

明渠流量计选择及简介

方案选用QSD6537 ultraflow非满管流量计

明渠&非满管流量计QSD6537是澳大利亚Unidata Pty Ltd公司研发的一款高精度的流量监测仪表，其测量的原理是速度面积法，专为明渠和非满管等领域的流速和流量监测而设计。QSD6537传感器集流速、超声波液位、压力液位、电导率测量、温度测量等功能为一体，通过超声波多普勒传感器测量流体流速，压力或超声波传感器测量液位，通过积算仪内置的20个坐标点模拟渠道的形状并计算出渠道的截面积，从而得出精准的流量。

明渠&非满管流量计QSD6537还具有温度补偿、压力补偿、坐标校正等功能。

由于其紧凑、坚固、低成本的特性，近几年来在市政地下管网、农田灌溉、海绵城市、黑臭水体处理、城市雨水收集及监测、污水处理厂、水文监测等领域得到了广泛的应用。

特点：

? 可测流速范围为 0.02-13.2m/s，精度±1%R，流速范围可选（上限为0.8/1.6/3.2/6.4/13.2m/s）。

? 正反双向流速均可测，有正负累计及净累计功能。

? 压力液位，量程为0-10m，误差±2mm；超声波液位，量测0.02-5m，误差±1mm。

? 压力补偿功能，当外界压力改变时，确保压力传感器测量液位的准确性。

? 内置温度补偿功能，使测量更准确。

? 可测量液体的电导率。

? 采用数字处理（DSP）技术，使信号采集更稳定，流量测量更准确。

? 传感器为环氧树脂材质，整体灌封工艺，防护等级IP68。

? 内置水平仪传感器，从而测量传感器横向和纵向的角度偏移。

? 便携式内置锂电池，在完全充电的情况下可工作长达50个小时。

? 低功耗版本待机工作电流50uA，工作电流50mA，支持太阳能及电池供电。

? 通过内置20个点坐标模拟计算河道或渠道的截面积从而更精准的测量流量。

? 采用4.5寸彩色LCD显示器，可直观地查看瞬时流量，累计流量，流速，液位，温度，电导率值。

? 4~20mA、脉冲、RS485Modbus接口输出方式，可选配数据存储及GPRS。

? 数据存储卡标配16G，可扩容。存储的数据可直接使用Excel打开查看，无需转换格式。

工作原理：

传感器功能示意图：

（1）、性能指标流速的测量

采用超声多普勒原理，即管道内任何流动的液体都存在着不连续的扰动，这些不连续的 扰动可以是悬浮的固体颗粒或气泡，或由于流体扰动而引起的界面。这种扰动使反射的超声 波产生多普勒频移 Δf，多普勒频移Δf是流速的线性函数。通过测量多普勒频移 Δf，并根据 声波在水中的传播速度，可计算得出扰动的流速，进而得出水流速度。

（2）、液位测量 – 超声波

Starflow QSD6537使用是时差原理。传感器一束超声波信号向上发射到水面，并测量从水面接收回波所花费的时间。液位与水的传播时间和声速成正比。可测液位范围最大到5米。

（3）、液位测量 – 压力

有些现场水中含有大量颗粒或气泡可能并不适合超声波液位测量。这时候采用压力来测液位。压力测液位也用于传感器不能安装在管道底部和不能水平安装的情况。Starflow QSD6537配备了一个绝压传感器。该传感器位于仪器的底部，并配有温度补偿和数字压力补偿。在一些压力非正常标准大气压的情况下，Starflow QSD6537计算仪里配备了气压补偿来自动补偿大气压力的变化，确保实现精确的液位测量。

（4）、温度

内置温度传感器测量水温。声速和电导率都会受温度的影响而发生变化。Starflow QSD6537仪器利用测量到的温度自动补偿这种变化。

（5）、电导率 (EC)

Starflow QSD6537采用线性四电极排列来实现电导率的测量。一个小电流通过水而导电产生电压，仪表通过测量这个值要计算未补偿的电导率。

电导率也受水温的影响。该仪器利用测量到的温度来补偿电导率。原始电导率值和实际电导率（温度补偿）均可测。

（6）、倾斜度

Starflow QSD6537内置一个水平仪传感器，从而测量传感器横向和纵向的角度偏移。以此来确保传感器是否处于正确的安装位置，以及用于安装后传感器是否移动(碰撞或冲走)的检查。

性能指标

传感器：

流速	量程	20mm/s-0.8m/s；20mm/s-1.6m/s；20mm/s-3.2m/s（默认）；20mm-6.4m/s；20mm/s-13.2m/s双向流
	精度	±1% R
	分辨率	1mm/s
超声波液位	应用范围	20mm-5000mm (5m)
	误差	±1mm
压力液位	应用范围	0mm to 10000mm (10m)
	误差	±2mm
温度	量程	0 - 60℃
	精度	±0.5℃
	分辨率	0.1℃
电导率	量程	0 to 200,000 uS/cm
	精度	± 1%R
	分辨率	±1 uS/cm
坐标偏移	量程	纵轴和横轴±70°
	精度	角度 45°以内±1°
通讯	SDI-12	SDI-12（1.3版本）最长电缆长50米
	RS485	Modbus RTU 最长电缆长度500米
环境	操作温度	0℃～+60℃ (水温)
	存储温度	-20℃～+60℃
	防护等级	IP68
其他	线缆	标配 15m，可选最多500米
	材料	环氧密封壳体，不锈钢安装架
	尺寸	135Lx50Wx20H (mm)
	重量	200g（带有15m电缆时重1kg）
	功耗	待机电流50uA；常规工作电流≤100mA；低功耗工作电流50mA
	工作电压	DC：10-24V

积算仪：

安装方式	壁挂式 ；便携式 ；低功耗版本
供电	壁挂式：AC220V/DC10-24V ；便携式：内置锂电池，充电电源AC220V ；低功耗：DC12V
防护等级	壁挂式&便携式：IP66 ；低功耗：IP68
操作温度	-20℃～+60℃
壳体材料	ABS （便携式/低功耗）；玻璃钢（壁挂式）；
通讯输岀	脉冲 、2路4-20mA(流速、液位）、RS485 Modbus 、可以选配数据存储 、GPRS
尺寸	便携式：270Lx215Wx175H (mm) ； 壁挂式：244Lx196Wx114H（mm）；低功耗版本尺寸可定制
重量	3kg(便携式）；2kg（壁挂式）；低功耗版本具体重量看出货尺寸
数据存储	16GB（可扩容）
应用范围	非满管：150-6000mm ; 明渠：渠宽大于 200mm
屏幕显示	流速 、流量 、液位 、温度 、电导率；低功耗版本无显示屏幕
应用	管道、明渠、天然河流

安装示意图：

三、项目设备安装方案

1、传感器安装

安装底板

需要在安装底座上固定QSD6537传感器，通过打孔和螺丝固定，把安装底板固定在渠道中合适的安装测量点。

现场水渠中安装见下图

（1）图片红色矩形处安装传感器，注意传感器线缆外套PVC管保护并沿途固定到主机方向走线，水泥螺钉固定安装底板

（2）将安装底板固定在水泥墩上

2、积算仪安装

将积算仪、传输模块等设备固定在仪表箱中，如果现场没有电源，可以采用太阳能供电。

监测数据（所有渠道测量点的流量计监测数据）可根据现场需求选择RS485 Modbus或者GPRS数据传输至控制中心平台，通过软件同时显示。

• 日常维护及注意事项

日常维护

1 探头表面：用抹布擦拭压电元件所在的流量计表面。如果有必要，可用塑料刮板清除

污垢。注意不要过度擦拭。超声探头，电导率传感器及压力孔所在区域

（见上图）必须保持干净。

2 压力液位传感器 ：检查压力传感器孔是否有污垢，如果有，用刷子清除。

3 电导率电极：用布擦拭电极表面， 不要使用表面粗糙的材料进行清洁，以免影响电导

率测量精度。

4 线缆：检查电缆，确保没有被损坏。

5 常规检查：检查流量计表面，看它是否被测量流体中的坚硬的杂质损坏。

注意事项

1通信电缆线里面无通气管，所以不过度弯折不影响布置线缆；  
2通信电缆线由探头引出水面时应尽量外套PVC管保护并沿途固定或沿支架的管内走线，使其避免直接受水力冲击而产生拉力，特别是水草较多的渠道当电缆线上挂草时会产生很大的拉力并有可能将电缆线拉断； 
3探头前面的圆形超生波收发装置不能受到冲击及划伤； 

4终端机与探头的接线必须正确连接，否则会导致仪器损坏。