CN111765933A - 一种排水管网流量监测系统及方法 - Google Patents

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CN111765933A CN202010620899.2A CN202010620899A CN111765933A CN 111765933 A CN111765933 A CN 111765933A CN 202010620899 A CN202010620899 A CN 202010620899A CN 111765933 A CN111765933 A CN 111765933A
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Abstract

本发明实施例公开了一种排水管网流量监测系统及方法。该系统包括:流量监测模块,数据处理模块,数据传输模块和监测中心;流量监测模块设置于排水管道中距底部第一距离的位置;流量监测模块包括流速监测子模块和水位监测子模块;流速监测子模块包括测量面,测量面的朝向与水流方向同向;数据处理模块与流量监测模块通过通讯线缆连接;数据传输模块将流量数据上传至监测中心。通过流量监测模块对排水管网内水流的流速和水位进行监测,将流量数据示上传至监测中心,并生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据,解决了无法及时准确掌握排水管网运行状况的问题,提高管理部门对排水管网排水状态的优化调度,节省能源和避免经济损失。

Description

一种排水管网流量监测系统及方法
技术领域
本发明实施例涉及流量监测技术,尤其涉及一种排水管网流量监测系统及方法。
背景技术
城市中有大量的地下排水管网,在排水管网长时间运行后,内部会有很多的淤泥、漂浮物等,淤堵到一定程度就会发生污水倒灌等情况,强降水或连续性降水超过城市排水管网的排水能力时,致使城市内产生积水灾害;因此及时准确的掌握城市排水管网的流量数据十分重要。
目前对城市排水管网的流量监控采用人工现场测量的方法和常规的流量监测系统。
人工测量监测能力和时效较差,从采集信息到分析出相关信息需要时间较长,且工作人员需要休息,无法全天进行监测,不能及时优化调度排水管网的运行状态;常规的流量监测系统中的流量监测装置的探头朝着来水方向,水中的杂质会遮挡或堵塞监测探头,造成流量监测数据不准确。
发明内容
本发明提供一种排水管网流量监测系统及方法,以实现对排水管网运行状态的准确监控。
第一方面,本发明实施例提供了一种排水管网流量监测系统,包括:流量监测模块,数据处理模块,数据传输模块和监测中心;
所述流量监测模块设置于排水管网的管道中距底部第一距离的位置,用于监测排水管网的流量信息;
所述流量监测模块包括流速监测子模块和水位监测子模块;所述流速监测子模块包括测量面,所述测量面上设置探头,所述测量面的朝向与水流方向同向,用于监测所述排水管网的流速信息;所述水位监测模块用于监测所述排水管网的水位信息;
所述数据处理模块与所述流量监测模块通过通讯线缆连接,用于接收所述流量监测模块测到的所述流量信息,进行计算得到流量数据并储存;
所述数据传输模块将流量数据上传至所述监测中心;
所述监测中心用于根据所述流量数据进行信息展示和生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据。
可选的,所述流速监测子模块还包括通信连接端,所述通信连接端与所述通信线缆连接;所述探头和通信连接端分别位于所述流速监测子模块的两端,从所述通信连接端连接所述探头的连线与水流方向同向。
可选的,所述数据处理模块设置于排水管网上方地面的立杆上或通过支架设置于排水管网的窨井壁上。
可选的,所述流量监测模块还包括测温单元和补偿单元,所述测温单元用于测量排水管网内水流的水温,所述补偿单元用于对所述流速数据进行损失补偿。
可选的,所述数据处理模块还用于根据所述流量数据计算排污管网内的水位、瞬时流速、平均流速、瞬时流量和累计流量。
可选的,所述数据处理模块还用于调试所述流量监测模块和配置所述流量监测模块的参数。
可选的,所述数据传输模块采用GPRS、NB-IoT或4G无线网络通讯进行所述水位数据上传;所述数据传输模块还包括DTU数据传输单元和/或RTU远程终端单元进行所述流速数据上传。
第二方面,本发明实施例还提供了一种排水管网流量监测方法,方法应用于如第一方面提供的排水管网流量监测系统,包括:
流量监测模块监测排水管网中的流量信息;
数据处理模块接收流量信息,计算得到流量数据并进行储存;
数据传输模块将所述流量数据上传至监测中心;
所述监测中心根据所述流量数据进行信息展示和生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据。
可选的,所述流量监测模块包括流速监测子模块和水位监测子模块,所述流速监测子模块包括测量面,所述测量面上设置探头,在所述流量监测模块监测排水管网中的流量信息中,包括:
所述流速监测子模块监测所述排水管网的流速信息;
所述水位监测子模块监测排水管网的水位信息。
可选的,所述水位监测子模块包括流量计内嵌的水位传感器、外置的雷达水位计和/或压力水位计;所述水位监测子模块监测排水管网的水位信息中包括:单采集模式和/或双采集模式;
所述单采集模式包括流量计内嵌的水位传感器、外置的雷达水位计或压力水位计单独进行采集;
所述双采集模式包括雷达水位计和压力水位计配合进行采集。
可选的,所述双采集模式包括:
启动所述雷达水位计进行所述水位信息采集;
判断所述雷达水位计检测的所述水位信息是否有效;
若无效,则启动压力水位计进行所述水位信息采集。
可选的,所述流速监测子模块监测所述排水管网的流速信息时,包括:当所述流速数据达到或超过设定阈值时,流速信息采集和上传频率加快;
所述水位监测子模块监测所述排水管网的水位信息时,包括:当所述水位数据达到或超过设定阈值时,水位信息采集和上传频率加快。
本发明实施例通过流量监测模块对排水管网内水流的流速和水位进行监测,将流量数据示上传至监测中心,并生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据,解决了人工测量监测能力和时效较差,无法及时准确掌握城市排水管网的运行状况和优化调度的问题,提高管理部门对排水管网排水状态的优化调度,节省能源和避免经济损失;同时将流速监测子模块的监测面与水流方向同向设置,避免了污水中的杂物和泥沙对水速测量的影响,提高了测量准确性,并且避免了水流和杂物对流速监测子模块的测量面的冲击,有效的保护了流速监测子模块,减少了检查和维护的次数,减轻排水管网监测管理人员的工作强度。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种排水管网流量监测系统的结构示意图;
图2为本发明实施例二提供的一种排水管网流量监测系统的结构示意图;
图3A为本发明实施例二提供的一种排水管网流量监测装置的流量监测模块的结构示意图;
图3B为本发明实施例二提供的流量监测模块的测量面的结构示意图;
图4A为本发明实施例二提供的一种排水管网流量监测系统的安装示意图;
图4B为本发明实施例二提供的另一种排水管网流量监测系统的安装示意图;
图4C为本发明实施例二提供的还一种排水管网流量监测系统的安装示意图;
图4D为本发明实施例二提供的又一种排水管网流量监测系统的安装示意图;
图4E为本发明实施例二提供的再一种排水管网流量监测系统的安装示意图;
图5为本发明实施例三提供的一种排水管网流量监测方法的流程图示意图;
图6为本发明实施例三提供的一种排水管网流量监测方法中的水位监测子模块采用双采集模式的流程图示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种排水管网流量监测系统的结构示意图,如图1所示,本发明实施例提供了一种排水管网流量监测系统,包括:流量监测模块10,数据处理模块20,数据传输模块30和监测中心2;
流量监测模块10设置于排水管网的管道中距底部第一距离的位置,用于监测排水管网的流量信息;
流量监测模块10包括流速监测子模块11和水位监测子模块12;流速监测子模块11包括测量面13,测量面13上设置探头(未示出),测量面13的朝向与水流方向同向,用于监测排水管网的流速信息;水位监测子模块12用于监测排水管网的水位信息;
数据处理模块20与流量监测模块10通过通讯线缆连接,用于接收流量监测模块10测到的流量信息,进行计算得到流量数据并储存;
数据传输模块30将流量数据上传至监测中心2;
监测中心2用于根据流量数据进行信息展示和生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据。
当排水管网内有水流动时,流量监测模块10中的流速监测子模块11通过测量面13的探头测量所在的水流层的实时流速信息,水位监测子模块12测量排水管网内的实时水位信息;通过通信线缆传输给数据处理模块20,数据处理模块20通过流量计算公式计算出瞬时流量和累计流量,并将数据储存以及上传至监测中心2,监测中心2用于根据流量数据进行信息展示和生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据。
本发明实施例提供的排水管网流量监测系统用于城市各种排水管网中,例如雨水管和污水管,对城市雨水信息和污水信息进行监测和采集,并上报至监测中心及时进行排水调控,避免遇到强降水或污水排量较大时,排水不及时形成城市内涝或污水上涌,影响城市道路使用和造成其他损失。示例性的,当排水管网流量监测系统应用于排水管网中的污水管道时,监测中心根据实时数据结合各污水处理厂的污水处理能力和效率生成供管理部门使用的污水排水调度决策依据数据,达到及时处理污水的同时节省能源;当排水管网流量监测系统应用于排水管网中的雨水管道时,监测中心生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据,及时将城市道路的雨水排出,避免形成城市内涝。监测排水管网的流速和水位能及时准确掌握城市排水管网的运行状况,在长时间运行后,排水管网内部会有很多的淤泥、漂浮物等,淤堵到一定程度就会发生污水倒灌等情况,污染周边和地下水环境。进一步的,还可用于河流及渠道的流量监测,对防洪排涝、河流水文监测和灌区信息采集提供支持。
由于排水管网中常常存在的杂物,较软或较长的杂物(塑料、布条、头发等)随着水流漂浮缠绕在流量监测模块上,遮挡住探头,影响探头对水流流速的测量;同时,由于测量面并非一个整体结构的光滑面,泥沙等在测量面上的缝隙处容易形成淤堵,造成水流流速测量不准确,本发明实施例设置测量面的朝向与水流方向同向,水中的杂物在水流的带动下会随着水流飘走不易附着在探头上,提高了探头测量流速的准确度,并且减少了检查和维护的次数,同时测量面与水流同向时,水流和杂物不会对测量面上的探头造成冲击,提高了设备的使用寿命。
本发明实施例通过流量监测模块对排水管网内水流的流速和水位进行监测,将流量数据示上传至监测中心,并生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据,解决了人工测量监测能力和时效较差,无法及时准确掌握城市排水管网的运行状况和优化调度的问题,提高管理部门对排水管网排水状态的优化调度,节省能源和避免经济损失;同时将流速监测子模块的监测面与水流方向同向设置,避免了污水中的杂物和泥沙对水速测量的影响,提高了测量准确性,并且避免了水流和杂物对流速监测子模块的测量面的冲击,有效的保护了流速监测子模块,减少了检查和维护的次数,减轻排水管网监测管理人员的工作强度。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种排水管网流量监测系统的结构示意图;图3A为本发明实施例二提供的一种排水管网流量监测装置的流量监测模块的结构示意图;图3B为本发明实施例二提供的流量监测模块的测量面的结构示意图;图4A为本发明实施例二提供的一种排水管网流量监测系统的安装示意图;
图4B为本发明实施例二提供的另一种排水管网流量监测系统的安装示意图;图4C为本发明实施例二提供的还一种排水管网流量监测系统的安装示意图;图4D为本发明实施例二提供的又一种排水管网流量监测系统的安装示意图;图4E为本发明实施例二提供的再一种排水管网流量监测系统的安装示意图。
如图2所示,可选的,流速监测子模块11还包括通信连接端15,通信连接端15与通信线缆连接;探头(未示出)和通信连接端15分别位于流速监测子模块11的两端,从通信连接端15连接探头的连线与水流方向同向。
如图3A所示,流速监测子模块11设置为流线型,探头14和通信连接端15分别位于流速监测子模块11的两端,减少流速监测子模块11在排水管网中受到的阻力,保护流速监测子模块11;同时,参考图3B,探头14所在的测量面13的截面为椭圆形,测量截面可以覆盖不同纵深的流速,使得测量数据更接近断面流速。
如图4A所示,可选的,数据处理模块20设置于排水管网的管道3上方地面的立杆4上,如图4B所示,或通过支架6设置于管道3的窨井31壁上。数据处理模块20与流速监测子模块11和水位监测子模块12分别通过通信线缆5连接,用于管理流速监测子模块11和水位监测子模块12,以及收集、存储及上传监测数据至监测中心2。其中,数据处理模块20管理流速监测子模块11和水位监测子模块12包括测量点信息编辑、信息输入、数据整理汇集等功能。
流量监测模块10应用于工业园区或较空旷的地段的排水管网时,可以将数据处理模块20和数据传输模块30设置于排水管网上方地面的立杆4上,数据传输模块30不被窨井盖32遮挡,传输和接收数据的信号较好,有利于完整上传监测数据至监测中心,同时便于对数据处理模块20和数据传输模块30进行维护。流量监测模块10应用于城市道路下方的排水管网时,可以将数据处理模块20和数据传输模块30通过支架6设置于排水管网的窨井31壁上,还可以悬挂于窨井31中或在窨井31壁上设置放置架进行放置,数据处理模块20和数据传输模块30设置于管网内部不会占用过多的道路,同时避免数据数据处理模块20和数据传输模块30受到外力和自然天气的破坏。
参考图2,可选的,流量监测模块10还包括测温单元16和补偿单元17,测温单元16用于测量排水管网内水流的水温,补偿单元17用于对流速数据进行损失补偿。在正式测量前对流量监测模块10进行调试校准,补偿单元17根据测试数据与实际数据的关系对正式测量后的监测数据进行损失补偿,确保测量数据真实可靠。
可选的,数据处理模块20还用于根据流量信息计算排污管网内的水位、瞬时流速、平均流速、瞬时流量和累计流量。流量信息包括流速信息和水位信息,数据处理模块20根据流速信息和计算公式,可以计算出瞬时流速和平均流速;根据流速信息、水位信息和流量计算公式,可以计算出水位、瞬时流量和累计流量。
可选的,数据处理模块20还用于调试流量监测模块10和配置流量监测模块10的参数。可通过手动操作数据处理模块20或通过监测中心远程控制数据处理模块20,对流量监测模块10进行测量调试和参数设置,示例性的,监测参数包括测量间隔时间、上报间隔时间和测量精度等。根据不同外部条件,对流量监测模块10进行不同参数设置以满足监测需求,示例性的,在雨季时,设置雨水管网内的流量监测的采集频率和上报频率较高,帮助管理部门及时了解排水管网的运行状态;在非雨季时,降低采集频率和上报频率,减少能源消耗。参考图4A,可选的,流速监测子模块11通过L型的支架6固定于距排水管网的管道3底部第一距离的位置。其中,第一距离可以取值为10~20cm,具体数值取决于管道内部的淤积物厚度和日常水位情况,保证了流速监测子模块11高于排水管网的管道3底部,避免流速监测子模块11被水中的淤积物覆盖,影响测量准确性。同时在管道3底部内壁设置放置槽18,进一步固定流速监测子模块11,支架6贴近管道3底部内壁与流速监测子模块11连接部位的长度可以设置较长,进一步避免较软或较长的杂物因缠绕在支架6上而遮挡住流速监测子模块11的探头。同时水位监测子模块12距管道3底部第二距离的位置,第二距离至少高于5cm,防止被沉积物覆盖影响检测的准确性。
可选的,排水管网连接的窨井31设置有井盖32,排水管网设置有沉沙池33,井盖32上注明井下管网的用途和管养单位及电话等信息,沉沙池33用于将排水管中的砂,淤泥垃圾等物在此井中沉淀,方便清理,保持管网水流畅通无阻。
参考图4A,可选的,流速监测子模块11为超声波多普勒流速仪。超声波多普勒流速仪的测量原理是利用多普勒效应,超声波发射探头为一固定声源,向水流中发射超声波D,超声波接收探头接收反射回的超声波。由于流体中固体颗粒运动产生了多普勒效应,发射的声波与接收的声波之间存在频率差,此频率差正比于颗粒物所在位置的流体流速,所以测量频差可以求得流速。以数据处理模块20设置于排水管网的管道3上方地面的立杆4上为例,其中,水位监测子模块12可以为如图4C所示的外置的雷达水位计,或如图4A所示的外置的压力水位计,还可以为如图4D所示的雷达水位计12a和压力水位12b计组合而成的外置的复合水位计。雷达水位计包括传感天线,传感天线用于向窨井内的水面发射雷达脉冲和接收水面的反射脉冲,从而得到水位信息;压力水位计将水位的静压转换成电信号,从而得到水位信息,具体的,压力水位计采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容/电阻压力敏感传感器,将水位的静压转换成电信号输出水位信息。
如图4E所示,水位监测子模块还可以为流量计19内嵌的水位传感器,此时流量计19包含流速监测和水位监测的功能;进一步的,流量计可以选择超声波多普勒流速仪,将压力水位计或超声波水位计集成于超声波多普勒流速仪中,并集成流速、水位、流量计算模块形成带有水位信息测量功能的超声波多普勒流量计,同时完成流速信息和水位信息的采集、计算、存储和数据上传。
上述实施例中图4C、图4D和图4E所展示的安装方式均有数据处理模块通过支架设置于管道的窨井壁上的替代实施例。
可选的,数据传输模块30还包括通讯天线40,天线设置于数据传输模块30上方,通过通讯天线40向监测中心发送检测和计算数据。数据传输模块30可与数据处理模块20和电源模块一起集成固定在一个防爆箱内,并通过支架6固定在窨井3的井壁上,通信线缆采用PVC管/铝管/不锈钢管防护安装,通讯天线通过打孔固定在井盖32周边。
参考图4A,可选的,还包括太阳能板50,太阳能板50设置于立杆4上端。可选的,立杆4固定于地笼7的立杆安装面8。太阳能板50将太阳能转换成电能储存于电池模块,实现清洁能源利用;立杆4设置于排水管网上方的地面,为保证立杆4的稳定性,在立杆4下方设置地笼7,立杆安装于地笼7的立杆安装面。
可选的,数据传输模块采用GPRS、NB-IoT或4G无线网络通讯进行水位数据上传;数据传输模块还包括DTU(Data Transfer unit,数据传输)数据传输单元(未示出)和/或RTU(Remote Terminal Unit,远程终端)远程终端单元(未示出)进行流速数据上传。
进一步的,还可以扩展LoRa(Long Range Radio,远距离无线电)、5G等无线网络通讯方式进行水位数据上传;数据传输模块为DTU数据传输单元时,DTU数据传输单元配合数据处理模块的采集功能将流速数据上传,数据传输模块为RTU远程终端单元时,RTU远程终端单元包含数据处理模块和数据传输模块的功能,即集成了流速信息数据采集、数据计算和数据存储功能,并将流速数据实时上传至监测中心。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的一种排水管网流量监测方法的流程图,图6为本发明实施例三提供的一种排水管网流量监测方法中的水位监测子模块采用双采集模式的流程图示意图,本实施例可适用于排水管网的流量监测情况,该方法可以由一种排水管网流量监测系统来执行,具体包括如下步骤:
步骤510、流量监测模块监测排水管网中的流量信息。
设备上电后,流量监测模块开始根据预设的检测频率检测排水管网中的流速信息和水位信息,并将相关数据传输至数据采集处理模块。
步骤520、数据处理模块接收流量信息,计算得到流量数据并进行储存。
数据处理模块根据接收到的流速信息计算出当前排水管网中的流速数据,根据接收到的水位信息进行计算得出当前水位数据,并根据流速数据与水位数据计算出瞬时流量及累计流量,并将流量数据储存。
步骤530、数据传输模块将流量数据上传至监测中心。
流量数据包括流速数据、水位数据和瞬时流速、平均流速、瞬时流量及累计流量等数据。
步骤540、监测中心根据流量数据进行信息展示和生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据。
监测中心根据实时数据结合相应的软件分析可实时对现场情况进行可视化监控,实现系统运行无人值守、有人管理的模式;并且监测中心还可以提供综合信息服务、工程运行维护管理等信息展示,同时可以对城市排水管网的运行提供优化数据。
本发明实施例通过流量监测模块对排水管网内水流的流速和水位进行监测,及时准确掌握城市排水管网的运行状况,展示具体的流量数据示和生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据,提高管理部门对排水管网排水状态的优化调度,节省能源和避免经济损失。同时,监测中心根据上传的排水管网的基本运行参数,可以全面地进行系统现状诊断与评估,为各项研究工作的开展奠定坚实的数据基础。
在上述实施例的基础上,可选的,流量监测模块包括流速监测子模块和水位监测子模块,流速监测子模块包括测量面,测量面上设置探头,在步骤510,流量监测模块监测排水管网中的流量信息中,包括:
步骤511、流速监测子模块监测排水管网的流速信息;
步骤512、水位监测子模块监测排水管网的水位信息。
其中,步骤511中检测流速信息包括:探头发射超声波信号;
超声波信号遇到水流中运动着的颗粒和气泡进行反射;
探头接收反射超声波信号;
流速监测子模块从而得到流速信息。
超声波多普勒流速仪的测量原理是利用多普勒效应,超声波发射探头为一固定声源,向水流中发射超声波,随流体一起运动的固体颗粒与声源存在相对运动,它把接收到的超声波部分反射回与超声波发射探头一起布设的超声波接收探头。由于流体中固体颗粒运动产生了多普勒效应,发射的声波与接收的声波之间存在频率差,此频率差正比于颗粒物所在位置的流体流速,所以测量频差可以求得流速。
其中,水位监测子模块包括流量计内嵌的水位传感器、外置的雷达水位计和压力水位计,其中,雷达水位计包括传感天线,步骤512中检测水位信息包括:传感天线用于向窨井内的水面发射雷达脉冲和接收水面的反射脉冲,从而得到水位信息;
压力水位计将水位的静压转换成电信号,从而得到水位信息。
压力水位计采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容/电阻压力敏感传感器,将水位的静压转换成电信号输出水位信息。
在上述技术方案的基础上,步骤512包括两种检测水位信息的模式,单采集模式和双采集模式,其中,单采集模式使用流量计内嵌的水位传感器、外置的雷达水位计或压力水位计单独进行采集,定时检测水位信息、定时上报水位数据。当计算出来的流量和流速较大时,此时城市排水管网的水流量较大且流速变化较快,可能会发生内涝灾害,需要及时了解排水管网的运行情况,因此水位监测子模块检测水位信息和流速监测子模块检测流速信息以及上报水位和流速数据的频率加快;当流速和流量小于设定阈值时,此时城市排水管网的水流量较小,没有发生灾害的可能,因此可以降低水位监测子模和流速监测子模块的工作频率,从而降低能源消耗。水位监测子模块的双采集模式使用雷达水位计和压力水位计配合进行采集,根据水位数据开启不同检测单元,以保证水位数据检测的准确性。进一步的,数据采集处理模块可以控制水位监测子模块在单采集模式和双采集模式之间切换,以及水位监测子模块的工作频率;还可以控制流速监测子模块的工作频率。
在水位监测子模块采用双采集模式时,如图6所示,具体步骤包括:
步骤610、启动雷达水位计进行水位信息采集。
为避免水位较低时,压力水位计没有浸没在水中无法准确检测水位信息,因此,优先开启雷达水位计进行水位信息采集。
步骤620、判断雷达水位计检测的水位信息是否有效;若有效,则继续执行步骤610;若无效,则执行步骤630。
如果排水管道中的水淹没了雷达水位计或者雷达水位计出现故障,则雷达水位计监测的水位信息会出现无效的情况。
步骤630、启动压力水位计进行水位信息采集。
雷达水位计无法正常使用时,启动压力水位计进行水位信息采集,从而监测中心根据水位数据判断出现雷达水位计监测的水位信息出现无效的原因,若水位太高则及时调整排水管网的运行状态,若雷达水位计出现故障则及时安排维修人员进行维修。
将接触式测量和非接触式测量结合进行水位信息检测,实现二者优势互补,提升了系统的应用范围。
进一步的,还可以开启单采集模式,使用雷达水位计或压力水位计单独进行采集,当其中一种水位计监测的水位信息无效时,及时切换至另一种水位计进行采集。其中,压力水位计监测到的水位信息无效时,可能由于水位较低或压力水位计出现故障;雷达水位计监测的水位信息无效时,排水管道中的水淹没了雷达水位计或者雷达水位计出现故障。
若雷达水位计和压力水位计检测到的水位信息均无效时,此时至少一种水位计存在故障,数据处理模块通过数据传输模块上报故障信息至监测中心,提醒工作人员及时安排维修人员进行维修。
在水位监测子模块监测排水管道中的水位过程中,若采集到的水位数据达到或超过设定阈值时,此时管道的水流量较大,可能会发生内涝灾害,需要及时了解水位变化情况,因此水位信息采集和上传频率需要加快;进一步的,当两次相邻间隔采集的数据或一段时间内采集的数据变化较大时,此时管道内的水位上升较快,需要及时关注水位变化,因此水位信息采集和上传频率也需要加快。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种排水管网流量监测系统,其特征在于,包括:流量监测模块,数据处理模块,数据传输模块和监测中心;
所述流量监测模块设置于排水管网的管道中距底部第一距离的位置,用于监测排水管网的流量信息;
所述流量监测模块包括流速监测子模块和水位监测子模块;所述流速监测子模块包括测量面,所述测量面上设置探头,所述测量面的朝向与水流方向同向,用于监测所述排水管网的流速信息;所述水位监测子模块用于监测所述排水管网的水位信息;
所述数据处理模块与所述流量监测模块通过通讯线缆连接,用于接收所述流量监测模块测到的所述流量信息,进行计算得到流量数据并储存;
所述数据传输模块将流量数据上传至所述监测中心;
所述监测中心用于根据所述流量数据进行信息展示和生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据。
2.根据权利要求1所述的排水管网流量监测系统,其特征在于,所述流速监测子模块还包括通信连接端,所述通信连接端与所述通信线缆连接;所述探头和所述通信连接端分别位于所述流速监测子模块的两端,从所述通信连接端连接所述探头的连线与水流方向同向。
3.根据权利要求1所述的排水管网流量监测系统,其特征在于,所述数据处理模块设置于所述排水管网上方地面的立杆上或通过支架设置于所述排水管网的窨井壁上。
4.根据权利要求1所述的排水管网流量监测系统,其特征在于,所述流量监测模块还包括测温单元和补偿单元,所述测温单元用于测量所述排水管网内水流的水温,所述补偿单元用于对所述流速数据进行损失补偿。
5.根据权利要求1所述的排水管网流量监测系统,其特征在于,所述数据处理模块还用于根据所述流量信息计算排污管网内的水位、瞬时流速、平均流速、瞬时流量和累计流量。
6.根据权利要求1所述的排水管网流量监测系统,其特征在于,所述数据处理模块还用于调试所述流量监测模块和配置所述流量监测模块的参数。
7.根据权利要求1所述的排水管网流量监测系统,其特征在于,所述数据传输模块采用GPRS、NB-IoT或4G无线网络通讯进行所述水位数据上传;所述数据传输模块还包括DTU数据传输单元和/或RTU远程终端单元进行所述流速数据上传。
8.一种排水管网流量监测方法,方法应用于如权利要求1-7任意一项所述的排水管网流量监测系统,其特征在于,包括:
流量监测模块监测排水管网中的流量信息;
数据处理模块接收流量信息,计算得到流量数据并进行储存;
数据传输模块将所述流量数据上传至监测中心;
所述监测中心根据所述流量数据进行信息展示和生成供管理部门使用的排水调度决策依据数据。
9.根据权利要求8所述的排水管网流量监测方法,其特征在于,所述流量监测模块包括流速监测子模块和水位监测子模块,所述流速监测子模块包括测量面,所述测量面上设置探头,在所述流量监测模块监测排水管网中的流量信息中,包括:
所述流速监测子模块监测所述排水管网的流速信息;
所述水位监测子模块监测排水管网的水位信息。
10.根据权利要求9所述的排水管网流量监测方法,其特征在于,所述水位监测子模块包括流量计内嵌的水位传感器、外置的雷达水位计和/或压力水位计;所述水位监测子模块监测排水管网的水位信息中包括:单采集模式和/或双采集模式;
所述单采集模式包括流量计内嵌的水位传感器、外置的雷达水位计或压力水位计单独进行采集;
所述双采集模式包括雷达水位计和压力水位计配合进行采集。
11.根据权利要求10所述的排水管网流量监测方法,其特征在于,所述双采集模式包括:
启动所述雷达水位计进行所述水位信息采集;
判断所述雷达水位计检测的所述水位信息是否有效;
若无效,则启动压力水位计进行所述水位信息采集。
12.根据权利要求8所述的排水管网流量监测方法,其特征在于,所述流速监测子模块监测所述排水管网的流速信息时,包括:当所述流速数据达到或超过设定阈值时,流速信息采集和上传频率加快;
所述水位监测子模块监测所述排水管网的水位信息时,包括:当所述水位数据达到或超过设定阈值时,水位信息采集和上传频率加快。
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