農(nóng)業(yè)灌溉水量監(jiān)測系統(tǒng)水位雨量計(jì)量自動(dòng)監(jiān)控

一、產(chǎn)品背景：

我國是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)灌溉用水占據(jù)了社會(huì)總用水量一半以上。當(dāng)前許多灌區(qū)現(xiàn)代化水平偏低，缺乏科學(xué)的監(jiān)管手段，落后的水量測量方法給灌區(qū)水資源造成極大的浪費(fèi)。設(shè)計(jì)灌區(qū)流量測量裝置設(shè)備，結(jié)合*的測量技術(shù)，解決灌區(qū)量水難題，對(duì)于提升灌區(qū)水資源利用率，掌握區(qū)域用水總量，了解地下水狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)分析水資源利用情況，調(diào)節(jié)水權(quán)分配、輔助制定節(jié)水辦法，提高水資源利用效率，遏制浪費(fèi)，促進(jìn)灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)，具有重要意義。

二、測量方式：

（一）明渠水量測量

明渠水量測量--巴氏槽

明渠測量水量通常使用巴氏槽（也叫巴歇爾槽），兩端寬，中間窄的特點(diǎn)，流量越大，液位越高；流量越小，液位越低；通過測量液位，使用公式，即可計(jì)算出流量。

巴氏計(jì)量槽流量計(jì)算公式Q=C h a^n，其中C—流量系數(shù) ha—實(shí)測水頭 n—指數(shù)。

適用于工程可使用巴氏槽改造的明渠。

巴歇爾槽的中心線要與渠道的中心線重合,使水流進(jìn)入巴歇爾槽不出現(xiàn)偏流。

特點(diǎn)：

·巴歇爾槽的上游應(yīng)有大于5倍渠道寬的平直段，使水流能平穩(wěn)進(jìn)入巴歇爾槽。即沒有左右偏流，也沒有渠道坡降形成的沖力。

·巴歇爾槽通水后，水的流態(tài)要自由流，不能是靜止的死水。巴歇爾槽的淹沒度要小于規(guī)定的臨界淹沒度。

·巴歇爾槽安裝在渠道上要牢固。與渠道側(cè)壁、渠底連結(jié)要緊密，不能漏水。使水流全部流經(jīng)巴歇爾槽的計(jì)量部位。巴歇爾槽的計(jì)量部位是槽內(nèi)喉道段。

（二）河流分支水量測量

河流分支--雷達(dá)流速水位計(jì)

河流分支由于橫截面比較大，宜采用雷達(dá)水位與雷達(dá)流速儀進(jìn)行測量；設(shè)計(jì)原理：通過發(fā)射雷達(dá)波至水平面，并對(duì)水平面反射回波進(jìn)行分析，計(jì)算，輸出產(chǎn)品探測平面與水平面之間的精確距離值。

非接觸式測量：24GHz 調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)制式，非接觸式連續(xù)探測水位。

高測量精度：分辨率 0.1mm，測量精度+/-3mm。

低功耗：測量電流≤80mA@12V。

超寬工作溫度：-40°-80°超寬工作溫度范圍，適用于各種野外嚴(yán)酷環(huán)境。

IP68 全防水設(shè)計(jì)：2 米水深 48 小時(shí)浸泡不影響使用。

安裝便捷：可根據(jù)需求配置不同類型支架。

適用于井壁，橫桿，橋梁及較寬的河流與分支。

三、產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)：

灌溉水量水位監(jiān)控系統(tǒng)是由深圳市貓頭鷹智慧科技有限公司自主研發(fā)，綜合軟硬件一體化物聯(lián)網(wǎng)解決方案；是基于網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)的一套實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，是利用遙測、遙信、遙控、遙調(diào)對(duì)遠(yuǎn)離控制中心的現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，數(shù)據(jù) 24 小時(shí)全天侯實(shí)時(shí)，接收、保存，下載、圖表顯示、智能分析、智能告警提醒(支持 5 路，短信， 電話，微信)。用戶無需安裝軟件，通過瀏覽器/微信小程序即可登錄遠(yuǎn)程查看與管理。系統(tǒng)具有 HJ/T212-2017、工控協(xié)議等數(shù)據(jù)協(xié)議覆蓋全，集成度高，功能豐富，工具集眾多，安全可靠和開放兼容性好等特點(diǎn)，具備高可定制性，實(shí)現(xiàn)灌溉水量水位監(jiān)測前端設(shè)備“云端管理，自動(dòng)報(bào)警，遠(yuǎn)程查看”的物聯(lián)網(wǎng)管理。

四、農(nóng)業(yè)灌溉水量監(jiān)測系統(tǒng)水位雨量計(jì)量自動(dòng)監(jiān)控產(chǎn)品功能特點(diǎn)：

1. 功能齊全：農(nóng)業(yè)灌溉水量水位計(jì)量在線監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)水位、水量、氣象與視頻同時(shí)監(jiān)測的目標(biāo)；

2. 遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測：具備定時(shí)自檢發(fā)送、支持遠(yuǎn)程喚醒、遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù)等功能；

3. 穩(wěn)定兼容性好：設(shè)備博采眾長，吸取了國內(nèi)外多種物位儀優(yōu)點(diǎn)。監(jiān)測探頭不必接觸水/介質(zhì)就能滿足大部分液位、料位測量要求，*解決了壓力式、電容式、浮子式等傳統(tǒng)測量方式帶來的纏繞、堵塞、泄露、介質(zhì)腐蝕、維護(hù)不便等缺點(diǎn)。耐污水抗稠，因此可廣泛應(yīng)用于與料位、液位測控相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。具有死機(jī)自動(dòng)復(fù)位、站址設(shè)定、掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘自動(dòng)校準(zhǔn)等功能。設(shè)備具備防雷功能，包括電源防雷、信道防雷、避雷針防雷等；

4. 云端管理：一個(gè)平臺(tái)可監(jiān)管所有設(shè)備，平臺(tái)實(shí)時(shí)分析所有設(shè)備在線/離線狀態(tài)、故障/正常，用戶管理、設(shè)備添加與刪除管理，數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)具備管理、秘密保護(hù)功能，授予不同的操作員不同的級(jí)別與操作管理權(quán)限，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)云端管理的模式。

5. 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上報(bào)：系統(tǒng)具備主動(dòng)上報(bào)功能，上報(bào)水立、流速、雨量、瞬時(shí)流量和累計(jì)流量、視頻、閘門狀態(tài)、電池電壓等數(shù)據(jù)，在4G網(wǎng)絡(luò)無法連接的情況下， 可以本地存儲(chǔ),待4G重新連接時(shí)再次發(fā)回服務(wù)器，閘門監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)測閘門的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)水位、流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程控制閘門開關(guān)/開度，合理調(diào)配水資源、同時(shí)也為計(jì)量收費(fèi)提供依據(jù)。

6. 遠(yuǎn)程查看：數(shù)據(jù)可以通過遙測終端機(jī)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器、用戶可以通過云平臺(tái)或者手機(jī)瀏覽器遠(yuǎn)程查看查詢水立、流速、雨量、電池電壓等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)也可以發(fā)送至相應(yīng)監(jiān)管部門的服務(wù)器。支持定時(shí)采集水位、流速、雨量數(shù)據(jù).支持定時(shí)上報(bào)水位、流速、雨量、電池電壓等數(shù)據(jù),支持多點(diǎn)位水位水量氣象同時(shí)監(jiān)測、支持圖片抓拍功能，視頻回傳功能

7. 自動(dòng)預(yù)警：當(dāng)發(fā)現(xiàn)水位、雨量、流速、電池電壓超過上下限自動(dòng)發(fā)送預(yù)警短信、電話，郵件，公眾號(hào)、平臺(tái)預(yù)警，從而保證灌溉輸水正常。起到水位、水量、雨量、防汛防洪預(yù)警功效。

8. 省心：提供快速高效的一站式配套服務(wù)從前期現(xiàn)場考察、方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品選型到系統(tǒng)集成全部提供，為客戶免去了采購、設(shè)計(jì)、調(diào)試等環(huán)節(jié)，節(jié)約了人工成本。

9. 平臺(tái)兼容：與省平臺(tái)無縫對(duì)接、其他監(jiān)測平臺(tái)讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

10. 標(biāo)準(zhǔn)：符合《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約(SL651-2014)》及《水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)規(guī)范》。

11. 測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響；

12. 測量管內(nèi)*流動(dòng)部件，無壓損，直管段要求較低。對(duì)漿液測量有*的適應(yīng)性；

13. 合理選擇傳感器襯里和電極材料，即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性；

14. 轉(zhuǎn)換器采用新穎勵(lì)磁方式，功耗低、零點(diǎn)穩(wěn)定、精確度高。流量范圍度可達(dá)150：1；

15. 轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或分離型；

16. 轉(zhuǎn)換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設(shè)定方便，編程可靠；

17. 流量計(jì)為雙向測量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個(gè)積算器：正向總量、反向總量及差值總量；可顯示正、反流量，并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；

18. 轉(zhuǎn)換器采用表面安裝技術(shù)(SMT)，具有自檢和自診斷功能；

19. 測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，因此測量精度高。

20. 測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內(nèi)無可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長。

21. 由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑。

22. 轉(zhuǎn)換器采用國際的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等。

23. 雙向測量系統(tǒng)，可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。

五、經(jīng)典案例：

（一）湖北襄陽市滾河長渠灌區(qū)

（二）廣東清遠(yuǎn)灌區(qū)

（三）廣西桂林市

（四）黑龍江灌區(qū)

黑龍江黑龍宮灌區(qū)屬于尚志市中大型灌區(qū)，已配套渠道年久老化失修，滲水嚴(yán)重，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。且尚未配備計(jì)量設(shè)施，無法計(jì)量收費(fèi)，灌區(qū)管理處水費(fèi)征收困難。

（五）新疆水資源能力監(jiān)控項(xiàng)目

（六）甘肅平?jīng)龀缧派胶闉?zāi)害防治項(xiàng)目

（七）貴港市園博園河流水位監(jiān)測