一種適用于水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場驗收工作的明渠流量計

——便攜式明渠流量計

1、背景
為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國水污染防治法》，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)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）驗收技術(shù)規(guī)范》。在《安裝技術(shù)規(guī)范》中，提出了在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成中，需要有流量監(jiān)測單元，對于需測定流量的排污單位，要建設(shè)明渠標(biāo)準(zhǔn)化計量堰（槽），并且堰槽的建設(shè)應(yīng)能夠進(jìn)行明渠流量計比對工作，推薦三角堰、矩形堰及巴歇爾槽。在《驗收技術(shù)規(guī)范》中，對水污染源流量監(jiān)測單元的驗收方法提出了具體的要求，分為液位誤差比對和流量誤差比對，具體如下：

液位誤差比對：用便攜式明渠流量計比對裝置（液位測量精度≤0.1 mm）和超聲波明渠流量計測量同一水位觀測斷面處的液位值，進(jìn)行比對試驗，每2 min記錄一次數(shù)據(jù)對，連續(xù)記錄6次，計算每一組數(shù)據(jù)對的誤差值Hi，選取最大的Hi作為流量計的液位比對誤差。
流量誤差比對：用便攜式明渠流量計比對裝置和超聲波明渠流量計測量同一水位觀測斷面處的瞬時流量，進(jìn)行比對試驗，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，開始計時，計時10 min，分別讀取明渠流量比對裝置該時段內(nèi)的累積流量F1 和超聲波明渠流量計該時段內(nèi)的累積流量F2，按公式計算流量比對誤差ΔF。
根據(jù)以上要求可以看出，在現(xiàn)場驗收時需要用到便攜式明渠流量計，驗收的過程中要連續(xù)地統(tǒng)計記錄液位數(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和便攜污水流量計各6個液位數(shù)據(jù)，及在12分鐘內(nèi)同步記錄在線明渠流量計和便攜污水流量計各2個明渠流量累計數(shù)據(jù)，而且因為污水流量監(jiān)測過程是不可逆的，一旦在記錄過程中出現(xiàn)問題，則需要重新進(jìn)行比對驗收，在時間上和空間上都給現(xiàn)場的驗收工作帶來了困難。

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

2、產(chǎn)品介紹  
現(xiàn)場安裝
既然是便攜式的明渠流量計，對于現(xiàn)場的安裝，要求能簡便、快速的完成現(xiàn)場流量計的安裝部署工作。

現(xiàn)場的比對過程
按照圖示連接儀表與探頭
插入內(nèi)存卡，開機(jī)（否則不儲存數(shù)據(jù)）
設(shè)置屏幕中內(nèi)容，點擊保存參數(shù)（根據(jù)自己實際情況填寫數(shù)據(jù)）
磁盤清理：內(nèi)存卡儲存滿之后會有提示，一般不需要操作。
觸屏校準(zhǔn)：圈中準(zhǔn)心依次點擊進(jìn)行校準(zhǔn)
保存參數(shù)：檢測點參數(shù)設(shè)置完之后，點擊保存。

關(guān)于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

明渠堰槽流量計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)定的位置測量水位，通過相應(yīng)的公式計算出流量。根據(jù)原理可知，流量計測量的水的流量準(zhǔn)確性，除了現(xiàn)場需要有規(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)確性是流量檢測的關(guān)鍵，我們采用的液位計是雷達(dá)水位計，這款液位計無論在數(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)場測量的需求。

有了準(zhǔn)確的液位檢測，對于計算公式，我們充分的研究了《JJG711-1990 明渠堰槽流量計檢定規(guī)程》，對測量數(shù)據(jù)做了大量的比對工作，經(jīng)過實驗說明，便攜式明渠流量計根據(jù)檢定規(guī)程的計算沒有誤差。

實驗數(shù)據(jù)：

另外，在產(chǎn)品出廠前，我們會為每一臺便攜流量計配有一個有資質(zhì)部門出具的的檢驗校準(zhǔn)報告，進(jìn)一步說明流量計測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與合法性。

4、產(chǎn)品主要功能特點及性能指標(biāo)

4.1 便攜式明渠流量計

1、特點：

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. 高精度信號采集模塊，測量數(shù)據(jù)真實有效；
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及液位變化趨勢；
5. 友好的人機(jī)交互界面，圖文結(jié)合，無需專業(yè)知識即可對儀器進(jìn)行操作；
6. 儀器帶有微型打印機(jī)，可現(xiàn)場直接打印測量數(shù)據(jù)；
7. 可與電腦連接，將測量數(shù)據(jù)輸出至電腦，便于用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析；
8. 可存儲10000次的測量歷史記錄，記錄SD卡中；
9. 內(nèi)含大容量鋰電池，一次充電可連續(xù)測量10小時；
10. 流量計內(nèi)置智能化電源管理系統(tǒng)，延長電池使用壽命；
11. 手提箱式設(shè)計，整機(jī)重量輕，方便用戶攜帶，防水等級IP65；

2、性能指標(biāo)：

1. 流量測量范圍：0~40m3/S；
2. 流量測量頻次：3次/秒；
3. 流量測量誤差：≤ ±5%；
4. 信號輸出方式：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)工作時間：72小時；
9. 外形尺寸：400mm×300mm×110mm；
10. 整機(jī)重量：≤ 2Kg。

4.2雷達(dá)水位計

雷達(dá)液位計系列產(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)場布線使得安裝便捷簡易。

雷達(dá)液位計系列的主要優(yōu)勢如下：

14. 基于自研的CMOS毫米波射頻芯片，實現(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)品擁有更高的測量分辨率與測量精度。
14. 最窄6°天線波束角，安裝環(huán)境中的干擾對儀表的影響更小，安裝更為便捷。
14. 一體化透鏡設(shè)計，體積精巧。
14. 顯控和液位計采用分離設(shè)計，可定制。
14. 支持NB無線傳輸，可配置上傳周期。
14. 低功耗運行，壽命大于3年。
14. 水位超上、下限（可配置）上傳報警信息。

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