雷达在线测流系统项目组织施工设计方案.doc
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1、雷达波在线测流系统集成技术和施工设计方案雷达波在线测流系统集成技术和施工设计方案 目录1项目建设地概况11.1 项目建设内容所在地区及所属水文局11.2项目水文测站基本情况22系统集成的基本方案与功能介绍42.1固定式雷达波自动测流系统集成技术42.1.1主要设备参数42.1.2垂线的选择及算法研究272.1.3固定式雷达波自动测流系统控制的解决方法282.1.4工作原理292.1.5系统主要功能及技术要求352.1.6测流系统软件372.2缆道式雷达波自动测流系统集成技术432.2.1主要设备参数432.2.2垂线的选择及算法研究652.2.3缆道式设施架设实施方案662.2.4系统控制器工
2、作原理762.2.5系统主要功能及技术要求822.2.6测流系统软件842.3 比测率定实施方案872.3.1测验方案872.3.2数据处理及分析872.3.3 结论882.4 太阳能供电方案883系统集成实施建设施工方案903.1 固定式雷达波测流系统与雷达式水位雨量采集系统和视频监控器安装903.1.1数目903.1.2建设点位置意图与设备安装示意图:903.1.3设备与加工器材清单913.1.4支架.支臂等器材的加工与安装923.1.5雷达测水位系统的安装923.1.6雷达测流量系统的安装923.1.7视频监控器安装923.1.8系统的控制设备安装923.1.9信息系统的设备安装与调试9
3、33.2缆道式雷达波测流系统与浮子式水位雨量测量信息采集系统和视频监控仪安装过程933.2.1数目933.2.2建设点河道断面图及测量设备工作示意图933.2.3现场设备清单953.2.4.流速仪缆道的加工与建设963.2.5浮子式水位计安装过程963.2.6设备安装过程973.3 浮子式水位雨量采集系统与监控器的安装983.3.1数目983.3.2设备清单与器材加工清单983.3.3 河道段面993.3.4项目现场控制房基本设备示意图1003.3.4安装过程介绍1013.4 雷达式水位雨量采集系统与雷达监控器的安装1023.4.1数目1023.4.2项目建设地设备基本构成1023.4.3现场
4、设备清单及器材加工清单1023.4.4 器材加工1033.4.5器材设备的加工安装1033.4.6雷达测水位系统的安装1033.4.7 视频监控器安装1033.4.8 系统的控制设备安装1033.4.9 辅助系统的设备安装与调试1033.5水文中心站系统的建设1043.5.1系统平台的功能简介1043.5.2计算机分类应用1043.6系统软件的功能及开发过程1043.6.1数目1043.6.2项目要求的基本功能1044.质量管理与措施1074.1质量保证制度1074.2质量保证方案1084.3.质量检验1084.3.1设备检验与安装调试1084.3.2检验和试验1084.3.3安装调试检验10
5、84.3.4试运行试验1094.3.5设备安装调试1094.4测试计划与验收方案1094.4.1测试计划1095 工程进度计划与措施1115.1工作流程图1115.2确保工期的技术组织措施1156 合作与协调1176.1我方的设计责任1176.2与业主的协调1176.3技术合作1177. 技术服务1187.1技术服务内容1187.2 技术支持服务项目1187.3 技术培训计划措施1207.4 技术图纸提供1217.5售后服务1238 安全管理措施体系1251项目建设地概况1.1 项目建设内容所在地区及所属水文局序号水文站系统设备名称单位数量中心站所属水文局名1双江缆道式雷达波在线测流系统+浮子
6、式水位雨量信息采集系统+视频监控套1双江怀化水文水资源勘测局2坪村缆道式雷达波在线测流系统+浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套1广坪3广坪缆道式雷达波在线测流系统+浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套14若水缆道式雷达波在线测流系统+浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套15靖州雷达式水位雨量信息采集系统+视频监控套16丹青缆道式雷达波在线测流系统+浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套1丹青湘西水文水资源勘测局7乾州缆道式雷达波在线测流系统+浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套18教字垭缆道式雷达波在线测流系统+浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套1军地坪张家界水文水资源勘测局9温
7、塘浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套110闸口缆道式雷达波在线测流系统+浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套1澧县常德水文水资源勘测局11南阳嘴浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套112灌溪浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套113谢林港缆道式雷达波在线测流系统+浮子式水位雨量信息采集系统+视频监控套1谢林港益阳水文水资源勘测局14石板滩固定式雷达波在线测流系统+雷达式水位雨量信息采集系统+视频监控套11.2项目水文测站基本情况水文站点基本信息表序号市、州水文局县级行政区域站名地址坐标测验方式自动监测设备(水位雨量一体设备)东经北纬水位测验形式流量测验形式1益阳赫山区谢林港湖南省益阳
8、市赫山区谢林港镇1121608283145自记井雷达缆道浮子式2石板滩湖南省益阳市赫山区衡龙桥镇石板滩村1123000282313雷达水位计立杆雷达式3怀化靖州靖州湖南省靖州县苗族侗族自治县渠阳镇1094134263322雷达水位计不测流雷达式4通道双江湖南省通道县双江镇1094656260942自记井雷达缆道浮子式5会同坪村湖南省会同县坪村镇塘口村1094440265609自记井雷达缆道浮子式6广坪湖南省会同县广坪镇1093759264726自记井雷达缆道浮子式7若水湖南省会同县若水镇琴塘坡1095654265645自记井雷达缆道浮子式8湘西吉首丹青湖南省吉首市丹青乡109582821自记井
9、雷达缆道浮子式9乾州湖南省凤凰县腊尔山镇岩坎村109432817自记井雷达缆道浮子式10张家界永定区温塘湖南省张家界市永定区温塘镇渔潭村1101042291022自记井常规缆道浮子式11教字垭湖南省永定区教字垭镇教字垭村1101941291738自记井雷达缆道浮子式12常德汉寿县南阳嘴湖南省汉寿县蒋家嘴镇南阳嘴村112022848自记井常规缆道浮子式13鼎城区灌溪湖南省常德市鼎城区灌溪镇111362906自记井桥测浮子式14澧县闸口湖南省澧县闸口乡羊耳山村四组1113019295149自记井雷达缆道浮子式32系统集成的基本方案与功能介绍2.1固定式雷达波自动测流系统集成技术2.1.1主要设备参
10、数非接触雷达流速传感器sommer 非接触雷达Sommer 是世界上唯一将非接触式雷达测流技术成熟地应用在水文测验、水资源监测、城市防洪、山区暴雨性洪水和环保排污监测并进行商品化生产的公司。其技术发展趋势是应用雷达测流技术逐步取代接触式测流技术与设备(各种流速仪、ADCP、HADCP、ADV、SLADCP 和超声波时差法测流系统等)。非接触式雷达测流系统土建简单,便于随时维护,少受水毁影响,不受污水腐蚀,不受泥沙影响,保障人员安全。不仅可用于平时环境监测,而且特别适合承担急难险重观测任务。测量原理当雷达传送非均匀流表面信号时,非均匀流表面的厘米波即反向散射体会导致多普勒频移的发生。在河道枯水期
11、这些厘米波由于具有一定的速度,而被准确识别,根据其波动的方向,产生正向或负向的多普勒频移。由于紊流的散射引起的这两种影响几乎相同,也就是说在枯水期时,其影响为零。传递表面波的顺流流动,产生额外的多普勒频移,此时需要对接受信号进行特殊的分析测定。在高洪期间,由于水面波浪反射明显,因此表面流速特性更加容易被雷达探头捕获。这种测定方法与利用高频雷达来测定海岸流表面流速的方法类似。平均流速计算如下:Vm:断面平均流速Vl:水面测点的流速K:转换系数Vm.mean flow velocity (m/s)Vl.local velocity water surface (m/s)K .dimensionl
12、ess factor系数通过模型或通过大量在不同水位测验决定。流量最终计算如下:Q=A(h)*Vl*KQ.discharge quantity (m3/s)A(h).cross section surface (m2)Vl.local velocity water surface (m/s)K.dimensionless factor实测表明,测量点的平均速度和表面速度之比是由深度和表面粗糙度比率决定的。技术特点1)非接触、安全低损、少维护、无泥沙影响。2)在洪水期高流速条件下也能进行测验。3)比多普勒声学接触式流速测验系统功耗低很多,一般太阳能供电既可满足测流需要。4)安装特别简单,土建量很
13、少,运行可靠、稳定,可独立与现在运行中的城市水情、污水、环境自动测报系统联机。5)、雷达流速探头具有水平角度自动补偿功能。SOMMER RG-30 非接触式河道表面流速监测系统系统技术指标产品类型:平面雷达测量原理:多普勒雷达频率:24GHz数据采集时间:5 to 240 s测量间隔时间设定范围:8 s -5 h(小时)雷达波束角:12雷达水平角度调整范围:30-60(自动补偿)雷达探头距离水面距离:0.5 m to 30 m流速测量范围:0.15 m to 15 m/s分辨率和误差:0.02 m/s; 1 %模拟接口:4-20 mA数字接口:RS232 ;RS-232(TTL);RS-485
14、传输波特率:1200-192000自动输出结果:流速和数据质量评价(多种ASCII 码协议)电 源:5.5 - 30 VDC,;电源保护:具有电源接错和过压保护功能电 流:最大130 mA(测量时)休眠时:小于1mA工作温度:-35+60存储温度:-40 C 60 C野外防护等级:IP 68安装架:配备具有伸缩臂的安装金属组件系统控制器系统控制器是控制整个系统正常工作的核心设备,主要完成如下工作:(1)、根据用户设定时间,定时自动启动直流电机工作,可控制电机正反转、加速减速等;(2)、采集光栅编码器输出的脉冲信号,计算行车距离;(3)、通过电台给雷达波测速探头发送工作指令,接收雷达波测速探头发
15、送的流速数据;(4)、可定时(时间间隔可设定)采集机械编码浮子水位计的水位数据,也可采集国内常用气泡式水位计或雷达水位计的水位数据;(5)、可通过GPRS模块或其它远程通讯模块传输数据;(6)、可通过短信模块给值班人员发送各类报警短信;(7)、可监控蓄电池工作电压;(8)、可监控周围环境温度,当温度值低于设定温度时,停止系统运行;(9)、可对直流电机和雷达波测速探头控电,当需要测流时,给电机和雷达探头供电,完成测流后,给电机和雷达探头断电;(10)、可智能采集复位限位开关信号,监控光栅编码器工作状态;(11)、根据三种状态自动启动雷达探头进行水面流速测验;a、低水定时(时间间隔可设定)启动雷达
16、探头进行水面流速测验;b、根据水位变幅(水位涨落变幅值可设定)启动雷达探头进行水面流速测验;c、高水定时(时间间隔、水位节点值可设定)启动雷达探头进行水面流速测验;系统控制器主要技术指标如下:(1)、功耗:整机工作电流小于30mA;(2)、电源:输入电压930VDC,主板供电电路串接保护二极管,正负极长时间反接不会损坏设备;(3)、接口:RS232接口4个(3线),可独立编程控制;(4)、RS485接口1个,可独立编程控制;(5)、模拟量接口8个12bit差分,1M输入阻抗。(6)、可接010V或420mA模拟量输入信号;(7)、实时时钟:实时钟运行精度月漂移不超过2min。可采用中心站计算机
17、校时;(8)、硬件看门狗:独立于CPU的递减计数器;(9)、固态存储: 512KFLASH+256KSRAM;(10)、CPU工作频率:最高7.4MHz,最低2KHz,频率调节可编程; (11)、标配操作系统: uCOS-II;(12)、工作温度:-25 +55C;(13)、湿度:小于95%(+40C), 不结露;(14)、继电器:3个固态继电器,12V输出, 可独立编程控制。雷达水位计 产品简介雷达液位计天线发射及窄的微波脉冲,这个脉冲以光速在空间传播,遇到被测介质表面,其部分能量被反射回来,被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。由于电磁波的传播速度极
18、高,发射脉冲与接收脉冲的时间间隔很小(纳秒量级)很难确认,90X系列26G雷达液位计采用一种特殊的解调技术,可以准确识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔,从而进一步计算出天线到被测介质表面的距离。水利行业应用特点:行业推荐的雷达液位计采用了26GHz的发射频率,因而具有:波束角小,能量集中,具有更强抗干扰能力,大大提高了测量精度和可靠性天线尺寸小,便于安装和加防尘罩等天线防护装置重量轻约1KG,便于安装测量范围最高可达70米,覆盖大型水库等水位测量 多种输出电路接口与采集系统配合采用脉冲工作方式,雷达液位计发射功率极低,对人体及环境均无伤害产品参数应 用:河道、湖泊、浅滩测量范围:30米过程连接:
19、螺纹G1 A / 支架/法兰过程温度:-40100过程压力:常压精 度:3mm频率范围: 26GHz防护等级: IP67 / IP65供电电源: DC(624V)/四线信号输出: RS485/Modbus 协议现场显示: 可选外 壳: 铝/塑料雨量传感器产品简介本仪器为降水量测量一次仪表,其性能符合国家标准GB/T11832-2002翻斗式雨量计要求。本仪器采用了国家发明专利,在计量翻斗上方设置了双向翻板,大大缩短了翻斗降水切换时间,进而使仪器的计量误差缩小至1%的领先水平,并使仪器的性能更加稳定。本仪器属于高灵敏度、高精准型精密雨量传感器,使用过程中必须定期对仪器进行清洗、维护和检验,否则仪
20、器可能失准、失效。本仪器出厂时已将翻斗倾角调整、锁定在最佳倾角位置上,安装仪器时只需按照本说明书要求调整底座水平即可投入使用,切不可现场再调整翻斗倾角调整螺钉。本仪器翻斗内壁作了特亲水处理,安装、清洗仪器过程中切忌用手指触摸或划伤翻斗内壁涂层。产品参数承雨口径:20000.60mm; 刃口锐角:40o45分辨力:0.1mm雨强范围:0.01mm4mm/min测量准确度:2%(符合国家标准I级准确度要求) 1%(优级品,准确度优于国家标准I级准确度标准)发讯方式:两路干簧管通、断信号输出工作环境:环境温度:-1050 相对湿度;95%(40)尺寸重量:216mm470mm 3.1Kg数据电台产品
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