一種適用于水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收工作的明渠流量計(jì)

——便攜式明渠流量計(jì)

1、背景
為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國(guó)水污染防治法》，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障人體健康，生態(tài)環(huán)境部于2019年12月24日，發(fā)布了《水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）安裝技術(shù)規(guī)范》和《水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》。在《安裝技術(shù)規(guī)范》中，提出了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成中，需要有流量監(jiān)測(cè)單元，對(duì)于需測(cè)定流量的排污單位，要建設(shè)明渠標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)量堰（槽），并且堰槽的建設(shè)應(yīng)能夠進(jìn)行明渠流量計(jì)比對(duì)工作，推薦三角堰、矩形堰及巴歇爾槽。在《驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》中，對(duì)水污染源流量監(jiān)測(cè)單元的驗(yàn)收方法提出了具體的要求，分為液位誤差比對(duì)和流量誤差比對(duì)，具體如下：

液位誤差比對(duì)：用便攜式明渠流量計(jì)比對(duì)裝置（液位測(cè)量精度≤0.1 mm）和超聲波明渠流量計(jì)測(cè)量同一水位觀測(cè)斷面處的液位值，進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，每2 min記錄一次數(shù)據(jù)對(duì)，連續(xù)記錄6次，計(jì)算每一組數(shù)據(jù)對(duì)的誤差值Hi，選取最大的Hi作為流量計(jì)的液位比對(duì)誤差。
流量誤差比對(duì)：用便攜式明渠流量計(jì)比對(duì)裝置和超聲波明渠流量計(jì)測(cè)量同一水位觀測(cè)斷面處的瞬時(shí)流量，進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)10 min，分別讀取明渠流量比對(duì)裝置該時(shí)段內(nèi)的累積流量F1 和超聲波明渠流量計(jì)該時(shí)段內(nèi)的累積流量F2，按公式計(jì)算流量比對(duì)誤差ΔF。
根據(jù)以上要求可以看出，在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)需要用到便攜式明渠流量計(jì)，驗(yàn)收的過程中要連續(xù)地統(tǒng)計(jì)記錄液位數(shù)據(jù)及流量數(shù)據(jù)，需要在12分鐘內(nèi)同步記錄在線明渠流量計(jì)和便攜污水流量計(jì)各6個(gè)液位數(shù)據(jù)，及在12分鐘內(nèi)同步記錄在線明渠流量計(jì)和便攜污水流量計(jì)各2個(gè)明渠流量累計(jì)數(shù)據(jù)，而且因?yàn)槲鬯髁勘O(jiān)測(cè)過程是不可逆的，一旦在記錄過程中出現(xiàn)問題，則需要重新進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)收，在時(shí)間上和空間上都給現(xiàn)場(chǎng)的驗(yàn)收工作帶來了困難。

國(guó)內(nèi)雖然有各類的明渠污水流量計(jì)，但是并沒有一款能夠方便快速完成上述驗(yàn)收任務(wù)的便攜式污水流量計(jì)，我們公司利用多年環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合《水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）安裝技術(shù)規(guī)范》和《水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)的要求，開發(fā)出了一款專門針對(duì)明渠流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收要求的便攜式明渠流量計(jì)。

2、產(chǎn)品介紹  
現(xiàn)場(chǎng)安裝
既然是便攜式的明渠流量計(jì)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的安裝，要求能簡(jiǎn)便、快速的完成現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)的安裝部署工作。

現(xiàn)場(chǎng)的比對(duì)過程
按照?qǐng)D示連接儀表與探頭
插入內(nèi)存卡，開機(jī)（否則不儲(chǔ)存數(shù)據(jù)）
設(shè)置屏幕中內(nèi)容，點(diǎn)擊保存參數(shù)（根據(jù)自己實(shí)際情況填寫數(shù)據(jù)）
磁盤清理：內(nèi)存卡儲(chǔ)存滿之后會(huì)有提示，一般不需要操作。
觸屏校準(zhǔn)：圈中準(zhǔn)心依次點(diǎn)擊進(jìn)行校準(zhǔn)
保存參數(shù)：檢測(cè)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置完之后，點(diǎn)擊保存。

關(guān)于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

明渠堰槽流量計(jì)的工作原理是在明渠中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的量水堰槽，使流過堰槽的水的流量與水位呈單值關(guān)系，并按規(guī)定的位置測(cè)量水位，通過相應(yīng)的公式計(jì)算出流量。根據(jù)原理可知，流量計(jì)測(cè)量的水的流量準(zhǔn)確性，除了現(xiàn)場(chǎng)需要有規(guī)范的量水堰槽以外，流量只與水位高度呈單值關(guān)系，因此，水位的準(zhǔn)確性是流量檢測(cè)的關(guān)鍵，我們采用的液位計(jì)是雷達(dá)水位計(jì)，這款液位計(jì)無論在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還是產(chǎn)品的抗干擾耐腐蝕性，都能滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的需求。

有了準(zhǔn)確的液位檢測(cè)，對(duì)于計(jì)算公式，我們充分的研究了《JJG711-1990 明渠堰槽流量計(jì)檢定規(guī)程》，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)做了大量的比對(duì)工作，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)說明，便攜式明渠流量計(jì)根據(jù)檢定規(guī)程的計(jì)算沒有誤差。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

另外，在產(chǎn)品出廠前，我們會(huì)為每一臺(tái)便攜流量計(jì)配有一個(gè)有資質(zhì)部門出具的的檢驗(yàn)校準(zhǔn)報(bào)告，進(jìn)一步說明流量計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與合法性。

4、產(chǎn)品主要功能特點(diǎn)及性能指標(biāo)

4.1 便攜式明渠流量計(jì)

1、特點(diǎn)：

1. 適應(yīng)于四種基本堰型：三角堰、 矩形堰、 等寬堰、 巴歇爾槽；
2. 高精度信號(hào)采集模塊，測(cè)量數(shù)據(jù)真實(shí)有效；
3. 大屏幕彩色液晶觸摸屏，觸控操作，關(guān)鍵數(shù)據(jù)密碼保護(hù)；
4. 曲線顯示流量變化趨勢(shì)及液位變化趨勢(shì)；
5. 友好的人機(jī)交互界面，圖文結(jié)合，無需專業(yè)知識(shí)即可對(duì)儀器進(jìn)行操作；
6. 儀器帶有微型打印機(jī)，可現(xiàn)場(chǎng)直接打印測(cè)量數(shù)據(jù)；
7. 可與電腦連接，將測(cè)量數(shù)據(jù)輸出至電腦，便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；
8. 可存儲(chǔ)10000次的測(cè)量歷史記錄，記錄SD卡中；
9. 內(nèi)含大容量鋰電池，一次充電可連續(xù)測(cè)量10小時(shí)；
10. 流量計(jì)內(nèi)置智能化電源管理系統(tǒng)，延長(zhǎng)電池使用壽命；
11. 手提箱式設(shè)計(jì)，整機(jī)重量輕，方便用戶攜帶，防水等級(jí)IP65；

2、性能指標(biāo)：

1. 流量測(cè)量范圍：0~40m3/S；
2. 流量測(cè)量頻次：3次/秒；
3. 流量測(cè)量誤差：≤ ±5%；
4. 信號(hào)輸出方式：SD卡，打印機(jī)；
5. 工作環(huán)境濕度：≤ 85%；
6. 工作環(huán)境溫度：—10℃~＋50℃；
7. 工作電源：AC 220V±10%；（充電器）
8. 內(nèi)置電池：DC 12.6鋰電池,電池供電連續(xù)工作時(shí)間：72小時(shí)；
9. 外形尺寸：400mm×300mm×110mm；
10. 整機(jī)重量：≤ 2Kg。

4.2雷達(dá)水位計(jì)

雷達(dá)液位計(jì)系列產(chǎn)品，是指工作在 76-81GHz的調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)產(chǎn)品。產(chǎn)品最大量程可以達(dá)到70m, 盲區(qū)在10 cm以內(nèi)。由于它工作頻率更高，帶寬更大，測(cè)量精度更高。產(chǎn)品提供支架的固定方式，3.6V鋰電池供電，485、TTL、NB通信，無需現(xiàn)場(chǎng)布線使得安裝便捷簡(jiǎn)易。

雷達(dá)液位計(jì)系列的主要優(yōu)勢(shì)如下：

14. 基于自研的CMOS毫米波射頻芯片，實(shí)現(xiàn)更緊湊的射頻架構(gòu)，更高的信噪比，更小的盲區(qū)。
14. 5GHz工作帶寬，使產(chǎn)品擁有更高的測(cè)量分辨率與測(cè)量精度。
14. 最窄6°天線波束角，安裝環(huán)境中的干擾對(duì)儀表的影響更小，安裝更為便捷。
14. 一體化透鏡設(shè)計(jì)，體積精巧。
14. 顯控和液位計(jì)采用分離設(shè)計(jì)，可定制。
14. 支持NB無線傳輸，可配置上傳周期。
14. 低功耗運(yùn)行，壽命大于3年。
14. 水位超上、下限（可配置）上傳報(bào)警信息。

• 支持手機(jī)藍(lán)牙調(diào)試，方便現(xiàn)場(chǎng)人員維護(hù)工作（后續(xù)版本支持）。