HX-F3便攜式明渠流量計(jì)
HX-F3便攜式明渠流量計(jì)
1、儀器設(shè)計(jì)研發(fā)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,*于2019年12月24日,發(fā)布了《水污染源在線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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,*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:
(1) 液位誤差比對(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,選取大的Hi作為流量計(jì)的液位比對(duì)誤差。
(2) 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(kāi)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)比對(duì)驗(yàn)收時(shí)需要用到便攜式明渠流量計(jì),驗(yàn)收的過(guò)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(xiàn)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10分鐘內(nèi)同步記錄在線(xiàn)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(guò)程是不可逆的,一旦在記錄過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,則需要重新進(jìn)行比對(duì),在時(shí)間上和空間上都給現(xiàn)場(chǎng)的驗(yàn)收工作帶來(lái)了困難。
國(guó)內(nèi)雖然有各類(lèi)的便攜式流量計(jì),但是并沒(méi)有一款能夠方便快速完成上述比對(duì)任務(wù)的便攜式明渠流量計(jì)比對(duì)裝置,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(xiàn)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(xiàn)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(kāi)發(fā)出了一款針對(duì)明渠流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)要求的便攜式明渠流量計(jì)。
2、儀器介紹
2.1 儀器外觀及組成


2.2 儀器現(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。
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1、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)高度需要安裝三角固定架 | 2、根據(jù)調(diào)整橫向傳感器固定桿 |
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3、安裝液位傳感器 | 4、將傳感器連接到便攜式明渠流量計(jì),安裝完成 |
2.3 現(xiàn)場(chǎng)的比對(duì)過(guò)程
步驟
| 屏幕顯示界面 | 說(shuō)明 |
1、錄入現(xiàn)場(chǎng)信息 |
| 現(xiàn)場(chǎng)信息錄入以后會(huì)自動(dòng)的保存到數(shù)據(jù)庫(kù),再次比對(duì)試驗(yàn)時(shí)可以直接調(diào)用。堰槽類(lèi)型可以點(diǎn)擊更換,見(jiàn)2.4 現(xiàn)場(chǎng)明渠堰槽尺寸參數(shù)的輸入 |
2、液位檢測(cè) |
| 便攜流量計(jì)會(huì)連續(xù)的記錄現(xiàn)場(chǎng)6個(gè)液位數(shù)據(jù),液位的變化趨勢(shì)會(huì)以曲線(xiàn)的方式呈現(xiàn),記錄完畢以后自動(dòng)停止。 |
3、流量檢測(cè) |
| 便攜流量計(jì)會(huì)連續(xù)的累計(jì)現(xiàn)場(chǎng)的流量數(shù)據(jù),流量的變化趨勢(shì)會(huì)以曲線(xiàn)的方式呈現(xiàn),記錄完畢以后自動(dòng)停止。 |
4、錄入在線(xiàn)流量計(jì)數(shù)據(jù) |
| 用戶(hù)在此界面輸入現(xiàn)場(chǎng)的液位數(shù)據(jù)及流量數(shù)據(jù)。 |
5、生成測(cè)量報(bào)告,任務(wù)完成。 |
| 現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量報(bào)告,會(huì)自動(dòng)的計(jì)算出液位誤差及流量誤差,用戶(hù)可以保存或現(xiàn)場(chǎng)打印測(cè)量數(shù)據(jù)。 |
通過(guò)以上可以看出,HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)是*參照《水污染源在線(xiàn)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(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CODCr、NH3-N 等)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》的要求設(shè)計(jì)的,通過(guò)HX-F3型便攜明渠流量計(jì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行比對(duì)任務(wù),輕松快捷,用戶(hù)只需要輸入現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)即可。
2.4 現(xiàn)場(chǎng)明渠堰槽尺寸參數(shù)的輸入
根據(jù)《JJG711-1990 明渠堰槽流量計(jì)檢定規(guī)程》的要求,在進(jìn)行明渠流量測(cè)量的時(shí)候需要輸入一些現(xiàn)場(chǎng)明渠堰、槽的尺寸數(shù)據(jù),對(duì)于不十分了解明渠檢定規(guī)程的使用者來(lái)說(shuō),這些尺寸容易搞混,使測(cè)量的結(jié)果偏離正常值。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)這款產(chǎn)品時(shí),對(duì)于堰槽參數(shù)的輸入,采用了圖文結(jié)合的方式提示用戶(hù)輸入,用戶(hù)只需要根據(jù)圖片提示的位置量出相關(guān)的尺寸,輸入便攜流量計(jì)即可,如下:
步驟 | 屏幕顯示界面 |
1、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇堰型 |
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2、輸入對(duì)應(yīng)位置的尺寸參數(shù) |
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用戶(hù)根據(jù)流量計(jì)屏幕提示的位置,測(cè)量出現(xiàn)場(chǎng)的尺寸數(shù)據(jù),輸入HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)即可。
2.5 數(shù)據(jù)的保存、查詢(xún)、打印及導(dǎo)出
HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)內(nèi)置了存儲(chǔ)器,可以保存一萬(wàn)次的現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)記錄,數(shù)據(jù)不丟失。HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)自帶有打印機(jī),可以在現(xiàn)場(chǎng)打印比對(duì)報(bào)告,便于證據(jù)的保存。
HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)具有數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能,儀器出廠時(shí)標(biāo)配有PC端的數(shù)據(jù)采集軟件,可以在回到辦公室以后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電腦,生成EXCEL表格文件,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)打印的比對(duì)報(bào)告 |
數(shù)據(jù)導(dǎo)出至計(jì)算機(jī)后打印的比對(duì)報(bào)告 |
HX-F3型便攜流量計(jì)支持GPS定位及北斗定位,可在每次執(zhí)行測(cè)量任務(wù)時(shí),自動(dòng)記錄測(cè)量任務(wù)的地理位置信息,并將地理位置信息保存在任務(wù)的測(cè)量報(bào)告中,目前該項(xiàng)功能是選配的。
另外,HX-F3型便攜流量計(jì)標(biāo)配有手機(jī)端數(shù)據(jù)采集APP,可通過(guò)用戶(hù)手機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程分享,并可將每次的測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到客戶(hù),便于用戶(hù)的統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)不丟失;
便攜流量計(jì)數(shù)據(jù)傳送至手機(jī)端APP
3、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(guò)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(guò)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)是高品質(zhì)超聲波液位計(jì),這款液位計(jì)無(wú)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(mǎn)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(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)根據(jù)檢定規(guī)程的計(jì)算*。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
堰型 | 液位落差p(mm) | 渠寬B(mm) | 堰寬b(mm) | 液位h(mm) | JJG711(m3) | 流量計(jì)(m3) | 誤差(%) |
三角堰 | 200 | 500 | / | 100 | 2.649 | 2.649 | 0 |
矩形堰 | 200 | 500 | 200 | 100 | 6.841 | 6.841 | 0 |
等寬堰 | 200 | 500 | / | 100 | 18.340 | 18.340 | 0 |
巴歇爾槽 | / | / | 200 | 100 | 8.342 | 8.342 | 0 |
三角堰 | 300 | 600 | / | 150 | 7.287 | 7.287 | 0 |
矩形堰 | 300 | 600 | 300 | 150 | 18.793 | 18.793 | 0 |
等寬堰 | 300 | 600 | / | 150 | 40.193 | 40.193 | 0 |
巴歇爾槽 | / | / | 300 | 150 | 22.773 | 22.773 | 0 |
另外,在產(chǎn)品出廠時(shí),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(mén)出具的的檢驗(yàn)校準(zhǔn)報(bào)告,進(jìn)一步說(shuō)明流量計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與合法性。
4、儀器主要功能特點(diǎn)及性能指標(biāo)
4.1 功能特點(diǎn)
- 適應(yīng)于四種基本堰型:三角堰、 矩形堰、 等寬堰、 巴歇爾槽;
- 配套有手機(jī)端數(shù)據(jù)采集APP,可通過(guò)手機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程分享,并可將每次的測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到客戶(hù);
- 定位功能(選配):支持GPS定位及北斗定位,可自動(dòng)記錄每次測(cè)量任務(wù)的地理位置信息;
- 高精度信號(hào)采集模塊,24位采集精度,測(cè)量數(shù)據(jù)真實(shí)有效;
- 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);
- 曲線(xiàn)顯示流量變化趨勢(shì)及液位變化趨勢(shì);
- 友好的人機(jī)交互界面,圖文結(jié)合,無(wú)需專(zhuān)業(yè)知識(shí)即可對(duì)儀器進(jìn)行操作;
- 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);
- 可與電腦連接,將測(cè)量數(shù)據(jù)輸出至電腦,便于用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;
- 可存儲(chǔ)10000次的測(cè)量歷史記錄;
- 內(nèi)含大容量鋰電池,一次充電可連續(xù)測(cè)量72小時(shí);
- 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;
- 手提箱式設(shè)計(jì),整機(jī)重量輕,方便用戶(hù)攜帶,防水等級(jí)IP65。
4.2 技術(shù)指標(biāo)
- 流量測(cè)量范圍:0~40m3/S;
- 流量測(cè)量頻次:3次/秒;
- 液位測(cè)量誤差:≤ 0.5mm;
- 流量測(cè)量誤差:≤ ±1%;
- 信號(hào)輸出方式:藍(lán)牙、USB,配套有電腦端PC軟件及手機(jī)端數(shù)據(jù)采集APP;
- 定位功能(選配):支持GPS定位及北斗定位,可自動(dòng)記錄每次測(cè)量任務(wù)的地理位置信息;
- 打印功能:自帶有熱敏打印機(jī),可現(xiàn)場(chǎng)打印測(cè)量的數(shù)據(jù),也可導(dǎo)出表格至計(jì)算機(jī)打??;
- 工作環(huán)境濕度:≤ 85%;
- 工作環(huán)境溫度:-10℃~+50℃;
- 充電電源:AC 220V ±15%;
- 內(nèi)置電池:DC 16V鋰電池,電池供電連續(xù)工作時(shí)間:72小時(shí);
- 外形尺寸:400mm×300mm×110mm;
- 整機(jī)重量: 2Kg。
5、結(jié)論
我們?cè)谠O(shè)計(jì)這款產(chǎn)品時(shí),充分研究了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求,力求在滿(mǎn)足數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,使現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)工作快捷而高效,希望這款產(chǎn)品能在環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)流量監(jiān)測(cè)單元的比對(duì)