1 、 Antecedentes del plan

Con el avance de la tecnología, IoT Technology ha entrado silenciosamente en nuestras vidas y trabajos, y se ha aplicado en varios campos. Cosas como la hidrología y la conservación del agua, el monitoreo industrial, las ciudades inteligentes, la gestión inteligente del agua, etc. están conectados a los servidores de la nube a través del Internet de las cosas, lo que mejora la eficiencia de la producción, la flexibilidad y la capacidad de respuesta a través del análisis y procesamiento de big data.

Los productos utilizados originalmente para medir la temperatura, la presión, la velocidad de flujo y el nivel en la industria también se han trasplantado directamente a aplicaciones municipales a través de la coincidencia directa temprana de los componentes correspondientes o el modelado rápido. Ahora, con la profunda investigación y desarrollo de chips de comunicación incorporados, diseño de baja potencia, soluciones dedicadas de gestión de energía y tecnología automática del sueño, los productos IoT de sensación especializados diseñados para las características de las aplicaciones municipales son realmente adecuados para las aplicaciones prácticas actuales.

Con el avance continuo de los servicios en la nube y las tecnologías relacionadas, también se han realizado progresos significativos para admitir el monitoreo remoto. Es posible obtener rápidamente datos relevantes y tener una comprensión clara de varios parámetros utilizando aplicaciones móviles, Mini Programas WeChat (que pueden cruzar los sistemas operativos móviles, incluso los Harmonyos recientemente populares), es decir, y otros medios.

En la aplicación de instrumentos de medición hidrológicos y municipales, las tecnologías alternativas han surgido continuamente en China en los últimos años, lo que lleva a un uso creciente de nuevas tecnologías en la observación hidrológica. La aplicación de la tomografía acústica de ATV con grandes secciones transversales, así como el uso extenso de varios tipos de equipos acústicos, ópticos y eléctricos. Mantener las observaciones hidrológicas y municipales sincronizadas con la tecnología contemporánea.

2 、 Introducción del esquema

Autai Automation Remote Inland River ADV Doppler Flow Measurement Solution: Convenient data collection, processing, and orderly remote observation of hydrological data, including smooth flow velocity, elevation water level, water temperature, smooth flow rate, net cumulative flow rate, discharge area, inverted flow velocity, inverse flow rate, peak flow velocity, peak flow rate, forward accumulation, reverse accumulation, etc. It can also be set with installation height, smoothness coeficiente, interruptor de flujo inverso, ángulo de instalación, forma y parámetros de flujo, reinicio de acumulación, velocidad de baudio, dirección, etc.

El producto de flujo de flujo Doppler ultrasonic de ADV de Aotai Automation es adecuado para monitorear el nivel del agua, la velocidad del flujo y la velocidad de flujo en ríos, océanos, estaciones de observación, barcos, boyas, canales abiertos, salidas de aguas residuales, tuberías municipales y otras ocasiones. También es adecuado para simular la velocidad del flujo y las fuentes de energía de las mareas en el laboratorio, así como para aplicaciones de medición de flujo junto con los sistemas de cable.

2.1 Principio de medición

El medidor de flujo ultrasónico Doppler le brinda un servicio profesional, la medición de la velocidad del flujo de este producto se basa en el principio del efecto doppler acústico: cuando las ondas ultrasónicas son incidentes en el agua, los cuerpos de dispersión (como las partículas suspendidas, las burbujas, los microorganismos) en las obstáculos de agua, las ondas de sonido. Debido a la presencia de flujo de agua, hay un movimiento relativo entre los cuerpos de dispersión y el transmisor y el receptor, y la señal recibida tiene un cierto desplazamiento de frecuencia en relación con la señal transmitida, que es el cambio de frecuencia Doppler. El valor de cambio de frecuencia está relacionado con la velocidad de flujo.

De acuerdo con la ecuación de cambio Doppler, la magnitud del cambio de frecuencia es:

La frecuencia de emisión ultrasónica es constante, y el ángulo del transductor se fija después de la instalación, por lo que K es constante. De la ecuación ③, se puede ver que la velocidad del flujo V es proporcional al desplazamiento de frecuencia Doppler △ FD y la velocidad del sonido c del agua. Mientras se detecte el cambio de frecuencia Doppler △ FD y la velocidad del sonido C del agua, se puede calcular la velocidad del flujo. En este instrumento, C se convierte de los valores de temperatura.

El diagrama esquemático del campo de sonido se muestra a continuación:

2.2 modos de salida

Los métodos de salida generalmente incluyen: 4G, NB-IOT, RS485, etc.

4G: Debe emparejarse con un host, totalmente conectado a Internet, y se puede adaptar a China Telecom, China Unicom y China Mobile. Con una buena cobertura de señal, es la primera opción para los métodos de comunicación. La desventaja es que tiene un mayor consumo de energía que NB y una mejor rentabilidad general;

NB-IoT: necesita ser emparejado con un host. Debido a la buena cobertura de la señal, siendo las telecomunicaciones de China la más común, tiene un rendimiento estable, un bajo consumo de energía y es relativamente confiable para la aplicación en áreas urbanas. Actualmente es uno de los modos más utilizados;

Señal RS485: es común usar directamente la señal 485 del instrumento industrial original en los primeros días, que puede coincidir con una RTU general para la transmisión real. Ventajas: fáciles de conectar, desventajas: alta consumo de energía, mala integración del protocolo.

2.3 Modo de fuente de alimentación

Por lo general, alimentado por baterías incorporadas, baterías externas, energía solar y potencia de red (220VAC):

Fuente de alimentación de la batería incorporada: generalmente funciona de manera intermitente, principalmente con baterías de litio incorporadas, especialmente baterías de iones de litio, que tienen un rendimiento sobresaliente de autodecking y son adecuadas para la resistencia a largo plazo. También hay baterías recargables incorporadas, pero este nivel de tecnología es relativamente atrasado. Al mismo tiempo, debido al bajo rendimiento de autodecientes de estas baterías, solo se usan en escenarios de trabajo de emergencia a corto plazo, como 1-2 meses o incluso 1-2 semanas de trabajo. Este tipo de patrón requiere un alto nivel de habilidades de diseño de productos;

Fuente de alimentación de batería externa: generalmente funciona de manera intermitente, con un paquete de baterías externo que puede ser recargable o no recargable, con opciones de 3.6V y 12V disponibles;

El medidor de flujo ultrasónico Doppler le brinda servicio profesional, suministro de energía solar: generalmente funciona continuamente y proporciona una fuente de alimentación confiable. Puede funcionar continuamente sin intervalo, lo cual es una gran ventaja sobre los dos métodos anteriores. La medición continua garantiza la medición del tamaño de partícula, pero actualmente muchos puntos de instalación no pueden cumplir con los requisitos del paisaje y requieren una alta inversión (sistema de suministro de energía: paneles solares, controladores, baterías, gabinetes eléctricos, polos, etc.);

220 VAC Potencia de la red: generalmente conectado al equipo a través de una fuente de alimentación de CC de 12VDC.

2.4 Características técnicas

(1) Fuente de alimentación: 8-16VDC;

(2) Salida de señal: RS485, Modbus, RTU;

(3) de tamaño compacto, con una pequeña superficie de flujo y una forma simplificada, tiene poco impacto en el estado de flujo;

(4) Los primeros tres puntos de instalación rápida se pueden adaptar a los soportes específicos del fabricante, y varios tipos de soportes se pueden procesar libremente;

(5) SONAR SINGULA DE VELOCIDAD DE UNA SINGUNA PUNTO (2M);

(6) Transductor ultrasónico: separación del transmisor y el receptor;

(7) Sensor de conductividad incorporado opcional, detección de la calidad del agua de 0-10 ms/cm, medición bidireccional con número de página positivo -5 a+5m/s;

(8) alta precisión, amplio rango, medición bidireccional, inducción sensible, alta resolución;

(9) Velocidad de respuesta rápida, puede medir la velocidad de flujo instantáneo, así como la velocidad de flujo invertida y la velocidad del flujo suave;

(10) medir la linealidad;

(11) No hay partes giratorias mecánicas, y no hay problemas como el bloqueo de lodo o enredo de agua, hierba o escombros;

(12) adecuado para medir varios cuerpos de agua con sedimentos altos y contenido de sólidos suspendidos, así como para monitoreo automático no tripulado a largo plazo en línea;

(13) la aplicación de la tecnología de control acústico de fase submarina hace que la medición del sistema sea más estable;

(14) El cable impermeable con la guía de aire hace que la medición del nivel del agua sea más precisa, y el conector de cable anti flexible hace que el equipo sea recto y seguro.

Plataforma 2.5

El software de procesamiento de datos integra los datos cargados y puede mostrar los datos actuales de cada punto de medición, formando datos y curvas históricas. También puede formar informes de datos de cualquier período de tiempo, imprimir datos y ver datos desde cualquier dispositivo a través de programas móviles de WeChat, facilitando la diversidad de monitoreo. También puede establecer varias funciones de alarma de parámetros (llamadas de voz, SMS, etc., que requieren recargas de comunicación y tarifas de telecomunicaciones en la plataforma).

2.6 Resolución de problemas

El producto no solo cumple con los requisitos de la medición convencional, sino que también resuelve el problema de que el equipo de medición de flujo ordinario no puede usarse en niveles bajos de agua, bajos caudales, alto contenido de sedimentos y numerosas plantas acuáticas. El monitoreo de los datos del flujo de agua en ríos urbanos interiores, tuberías de drenaje, canales de riego de tierras de cultivo y tuberías no completas puede ayudar a evaluar con precisión el funcionamiento de las tuberías y mejorar el nivel de gestión y operación de los sistemas de drenaje.

3 、 Descripción de la función del producto

3.1 Parámetros técnicos del sensor ADV Doppler

Parámetros técnicos:

(1) Rango de medición de velocidad de flujo: 0-10.00m/s, -5-5.00m/s (flujo bidireccional); (Puede ser especialmente personalizado)

(2) precisión de la velocidad del flujo: 1% ± 0.01 m/s; Resolución: 0.001 m/s;

(3) Velocidad de la zona muerta: 0001 ~ 0.006 m/s

(4) Rango de medición de temperatura del agua: -5 ℃ a 60 ℃;

(5) precisión de la temperatura del agua: ± 0.5 ℃;

(6) Rango de nivel de agua: 0-10m; (puede ser especialmente personalizado)

(7) Precisión del nivel de agua: 0.2% ± 1 mm. El bajo nivel de agua puede medir 20 mm;

(8) Sensor: Viga única de un solo punto, 2MHz, ángulo de inclinación de 25 °;

(9) Calificación impermeable: Sensor IP68, Host IP65 (IP68 puede personalizarse especialmente);

(10) Temperatura de almacenamiento: -20 ℃ a 60 ℃;

(11) interfaz de salida: RS485, Modbus, RTU;

(12) fuente de alimentación: 8-16VDC;

(13) Parámetros de medición: velocidad de flujo suave, velocidad de flujo invertido; Nivel de agua de elevación, área de paso de agua; Temperatura del agua, velocidad del sonido;

(14) Tiempo de respuesta: 1-60 segundos, predeterminado de fábrica: 5 segundos.

Dimensiones externas:

3.2 Parámetros técnicos de host

Parámetro técnico

(1) Fuente de alimentación: 8-16VDC;

(2) Estructura: Medida dividida montada;

(3) Condiciones de uso: IP65; Temperatura ambiental sugerida: 0 ~ 50 ℃; Humedad relativa sugerida: 90% HR; (IP68 se puede personalizar especialmente);

(4) Resolución: 1 mm;

(5) Cálculo del área de desbordamiento: rectángulo, trapecio, círculo, elipse, forma de U, personalizado (elevación base);

(6) Características de entrada: sensor de velocidad de flujo ADV Doppler;

(7) Características de salida: salida inalámbrica 4G, NB-IOT (no estándar);

(8) a través de configuraciones remotas (computadora, teléfono móvil): dirección IP, puerto, intervalo de transmisión, tiempo de sueño y otros parámetros;

(9) Admite la actualización remota de OTA.

Dimensiones externas: