Medidor de flujo Doppler ultrasónico ADV

1. Antecedentes del plan

Con el avance de la tecnología, la tecnología IoT ha ingresado silenciosamente en nuestras vidas y nuestro trabajo, y se ha aplicado en diversos campos. Cosas como la hidrología y la conservación del agua, la supervisión industrial, las ciudades inteligentes, la gestión inteligente del agua, entre otros, están conectadas a servidores en la nube a través del Internet de las Cosas, lo que mejora la eficiencia de la producción, la flexibilidad y la capacidad de respuesta mediante el análisis y procesamiento de macrodatos.

Los productos originalmente utilizados para medir la temperatura, la presión, el caudal y el nivel en la industria también han sido trasplantados directamente a aplicaciones municipales mediante la pronta adaptación directa de componentes correspondientes o mediante modelado rápido. Ahora, gracias a la profunda investigación y desarrollo de chips de comunicación integrados, diseños de bajo consumo, soluciones dedicadas de gestión de energía y tecnología de suspensión automática, los productos especializados de detección IoT diseñados específicamente para las características de las aplicaciones municipales son realmente adecuados para las aplicaciones prácticas actuales.

Con el continuo avance de los servicios en la nube y las tecnologías relacionadas, también se han logrado importantes progresos en el apoyo al monitoreo remoto. Es posible obtener rápidamente datos relevantes y tener una clara comprensión de diversos parámetros utilizando aplicaciones móviles, programas mini de WeChat (que pueden funcionar en diferentes sistemas operativos móviles, incluso en el recientemente popular HarmonyOS), IE y otros medios.

En la aplicación de instrumentos hidrológicos y municipales de medición, tecnologías alternativas han surgido continuamente en China en los últimos años, lo que ha llevado a un uso creciente de nuevas tecnologías en la observación hidrológica. Se está aplicando la tomografía acústica ATV con grandes secciones transversales, así como haciendo un amplio uso de diversos tipos de equipos acústicos, ópticos y eléctricos. Manteniendo las observaciones hidrológicas y municipales en sintonía con la tecnología contemporánea.

2. Introducción al esquema

Solución ADV Doppler de Medición de Flujo para Ríos Interiores Remotos de Autai Automation: Colección conveniente de datos, procesamiento y observación remota ordenada de datos hidrológicos, incluyendo velocidad de flujo suave, nivel elevado del agua, temperatura del agua, caudal suave, caudal acumulado neto, área de descarga, velocidad de flujo invertida, caudal inverso, velocidad máxima de flujo, caudal máximo, acumulación directa, acumulación inversa, entre otros. También se puede configurar con altura de instalación, coeficiente de suavidad, interruptor de flujo inverso, ángulo de instalación, forma y parámetros del flujo, reinicio de la acumulación, velocidad de baudios, dirección, etc.

El Doppler ultrasónico ADV Medidor de flujo El producto de Aotai Automation es adecuado para monitorear el nivel del agua, la velocidad del flujo y el caudal en ríos, océanos, estaciones de observación, barcos, boyas, canales abiertos, salidas de aguas residuales, redes de tuberías municipales y otras aplicaciones. También es adecuado para simular la velocidad del flujo y las fuentes de energía mareomotriz en el laboratorio, así como para aplicaciones de medición de flujo en conjunto con sistemas de cable.

2.1 Principio de medición

Medidor de flujo ultrasónico Doppler te brinda un servicio profesional; la medición de la velocidad del flujo de este producto se basa en el principio del efecto Doppler acústico: cuando las ondas ultrasónicas inciden sobre el agua, los cuerpos dispersores (como partículas en suspensión, burbujas o microorganismos) presentes en el agua dispersan las ondas sonoras. Debido a la presencia del flujo de agua, existe un movimiento relativo entre los cuerpos dispersores y el transmisor y el receptor, y la señal recibida presenta un cierto desplazamiento de frecuencia en relación con la señal transmitida, que es el desplazamiento de frecuencia Doppler. El valor del desplazamiento de frecuencia está relacionado con la velocidad del flujo.

Según la ecuación del desplazamiento Doppler, la magnitud del desplazamiento de frecuencia es:

La frecuencia de emisión ultrasónica es constante, y el ángulo del transductor se fija después de la instalación, por lo que K es constante. A partir de la ecuación ③, se puede observar que la velocidad del flujo V es proporcional al desplazamiento de frecuencia Doppler △Fd y a la velocidad del sonido C del agua. Mientras se detecten el desplazamiento de frecuencia Doppler △Fd y la velocidad del sonido C del agua, se podrá calcular la velocidad del flujo. En este instrumento, C se convierte a partir de valores de temperatura.

El diagrama esquemático del campo de sonido se muestra a continuación:

2.2 Modos de salida

Los métodos de salida suelen incluir: 4G, NB-IoT, RS485, etc.

4G: Debe estar emparejado con un host, completamente conectado a internet, y puede adaptarse a China Telecom, China Unicom y China Mobile. Con una buena cobertura de señal, es la primera opción para métodos de comunicación. La desventaja es que tiene un mayor consumo de energía que NB y una mejor rentabilidad general;

NB-IoT: Necesita estar emparejado con un host. Debido a su buena cobertura de señal, siendo China Telecom el más común, presenta un rendimiento estable, bajo consumo de energía y es relativamente confiable para su aplicación en áreas urbanas. Actualmente es uno de los modos más ampliamente utilizados;

Señal RS485: Es común utilizar directamente la señal 485 del instrumento industrial original en los primeros días, la cual puede ser compatible con una RTU general para la transmisión real. Ventajas: fácil de conectar, desventajas: alto consumo de energía, mala integración del protocolo.

2.3 Modo de fuente de alimentación

Generalmente alimentado por baterías integradas, baterías externas, energía solar y alimentación de red (220VAC):

Fuente de alimentación con batería integrada: generalmente funciona de manera intermitente, principalmente con baterías de litio incorporadas, especialmente baterías de iones de litio, que presentan un excepcional rendimiento de autodescarga y son adecuadas para una resistencia a largo plazo. También existen baterías recargables integradas, pero este nivel tecnológico es relativamente avanzado. Al mismo tiempo, debido al bajo rendimiento de autodescarga de estas baterías, solo se utilizan en escenarios de trabajo de emergencia a corto plazo, como 1-2 meses o incluso 1-2 semanas de actividad. Este tipo de patrón requiere un alto nivel de habilidades en diseño de productos;

Fuente de alimentación externa por batería: generalmente funciona de manera intermitente, con un paquete de baterías externas que puede ser recargable o no recargable, disponibles en opciones de 3,6 V y 12 V;

Doppler Medidor de flujo ultrasónico te brinda un servicio profesional, suministro de energía solar: Generalmente funciona de manera continua y proporciona un suministro de energía confiable. Puede funcionar continuamente sin interrupciones, lo cual es una gran ventaja frente a los dos métodos anteriores. La medición continua garantiza la determinación del tamaño de las partículas, pero actualmente muchos puntos de instalación no cumplen con los requisitos paisajísticos y requieren una inversión elevada (sistema de suministro de energía: paneles solares, controladores, baterías, gabinetes eléctricos, postes, etc.);

Alimentación de red de 220 VAC: generalmente se conecta al equipo a través de una fuente de alimentación DC de 12 VDC.

2.4 Características técnicas

(1) Fuente de alimentación: 8-16 VCC;

(2) Salida de señal: RS485, MODBUS, RTU;

(3) De tamaño compacto, con una superficie de flujo pequeña y una forma aerodinámica, tiene un pequeño impacto en el estado del flujo;

(4) Los primeros tres puntos de instalación rápida se pueden adaptar a soportes específicos del fabricante, y diversos tipos de soportes pueden procesarse libremente;

(5) Sonar submarino de velocidad de onda única en punto único (2M);

(6) Transductor ultrasónico: separación de transmisor y receptor;

(7) Sensor de conductividad incorporado opcional, que detecta la calidad del agua de 0 a 10 mS/cm, medición bidireccional con número de página positivo de -5 a +5 m/s;

(8) Alta precisión, amplio rango, medición bidireccional, inducción sensible, alta resolución;

(9) Rápida velocidad de respuesta, puede medir la velocidad instantánea del flujo, así como invertir el caudal y suavizar la velocidad del flujo;

(10) Medición de linealidad;

(11) No hay partes mecánicas rotativas, y no existen problemas como obstrucción por lodo o enredamiento de agua, hierba o residuos;

(12) Apto para medir diversos cuerpos de agua con alto contenido de sedimentos y sólidos en suspensión, así como para el monitoreo automático en línea no tripulado a largo plazo;

(13) La aplicación de tecnología de control acústico en fase submarina hace que la medición del sistema sea más estable;

(14) El cable impermeable con conducto de aire hace que la medición del nivel de agua sea más precisa, y el conector del cable antiplegado mantiene el equipo recto y más seguro.

2.5 Plataforma

El software de procesamiento de datos integra los datos cargados y puede mostrar la información actual de cada punto de medición, generando así datos históricos y curvas. También puede generar informes de datos de cualquier período de tiempo, imprimir información y visualizar datos desde cualquier dispositivo a través de programas móviles de WeChat, lo que facilita la diversidad del monitoreo. Además, permite configurar diversas funciones de alarma de parámetros (llamadas de voz, SMS, etc., que requieren recargar las tarifas de comunicación y telecomunicaciones en la plataforma).

2.6 Resolución de problemas

El producto no solo cumple con los requisitos de medición convencional, sino que también resuelve el problema de que los equipos ordinarios de medición de flujo no pueden utilizarse en niveles bajos de agua, caudales reducidos, alto contenido de sedimentos y numerosas plantas acuáticas. Monitorear los datos del flujo de agua en ríos interiores urbanos, tuberías de drenaje, canales de riego agrícola y tuberías que no están completamente llenas puede ayudar a evaluar con precisión la operación de las tuberías y mejorar el nivel de gestión y operación de los sistemas de drenaje.

3. Descripción de la función del producto

3.1 Parámetros técnicos del sensor Doppler ADV