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一、系統(tǒng)應(yīng)用背景
河流懸移質(zhì)泥沙含量（含沙量）是重要的水文參數(shù)之一，河流含沙量監(jiān)測(cè)對(duì)于水利水電工程建設(shè)，水資源開發(fā)利用，水土流失治理，工農(nóng)業(yè)取水用水，水文預(yù)報(bào)等意義重大。目前水文上測(cè)量河流含沙量的主要方法是：人工取樣，使用烘干法測(cè)量含沙量。該方法從樣品的采集到分析，均需要大量人力，物力和時(shí)間的投入，而且測(cè)量周期長(zhǎng)，操作過程繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以實(shí)時(shí)，在線監(jiān)測(cè)河流含沙量的變化。
近年來隨著新產(chǎn)品新技術(shù)的不斷引進(jìn)，針對(duì)河流泥沙的監(jiān)測(cè)積累了一些經(jīng)驗(yàn)，取得了一些進(jìn)展。目前，由我司研發(fā)的JBNS-100型 全自動(dòng)泥沙在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已正式投入使用，本套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)了含沙量和輸沙率的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
二、全自動(dòng)泥沙在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
JBNS-100型 泥沙在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由泥沙傳感器、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)（含RTU）、供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理軟件和安裝支架等組成。
傳感器滿足《水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心》水文儀器特性要求。
2.1系統(tǒng)特點(diǎn)：
v 可直接輸出測(cè)點(diǎn)泥沙含量值、水深、溫度值；
v 自動(dòng)計(jì)算斷面平均含沙量與輸沙率，24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)；
v 支持整合多個(gè)斷面泥沙傳感器數(shù)據(jù)；
v 建立泥沙與水位、流量等相關(guān)的關(guān)系線；
v 直接生成水文規(guī)范報(bào)表，可直接參與資料整編。
2.2測(cè)量原理
本套系統(tǒng)所使用的傳感器基于組合紅外吸收散射光線法，通過逆投影成像技術(shù)，可以連續(xù)精確測(cè)定水體中的懸移質(zhì)泥沙含量。按照紅外散射光線技術(shù)不受色度影響測(cè)定懸移質(zhì)泥沙含量，可直接輸出泥沙含量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。
2.3 JBNS-100型 泥沙在線監(jiān)測(cè)儀
JBNS-100型 測(cè)沙傳感器基于組合紅外吸收散射光線法，通過逆投影成像技術(shù)可以連續(xù)精確測(cè)定水體中的懸浮泥沙含量。按照紅外散射光線技術(shù)不受色度影響測(cè)定泥沙含量濃度值，即可直接輸出泥沙含量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。根據(jù)使用環(huán)境可以選配帶自清洗功能和保護(hù)裝置。
傳感器突出特點(diǎn)：
? 傳感器采用多光束紅外散射光逆投影成像技術(shù)結(jié)合TES91算法；音叉震動(dòng)與電磁感應(yīng)技術(shù)（高量程）；
? 內(nèi)設(shè)自診功能，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；
? 可選配清潔刷自動(dòng)清洗功能，減少傳感器維護(hù)量；
? 數(shù)字化傳感器，抗力強(qiáng)；
? 泥沙同質(zhì)性標(biāo)定與分析識(shí)別；
? 低量程范圍：0-45 kg/m3/120kg/m3，高量程范圍：5kg-2500kg/m3，可定制型號(hào)和量程，滿足不同測(cè)驗(yàn)環(huán)境要求。
JBNS-100型 泥沙在線監(jiān)測(cè)儀的優(yōu)勢(shì)
1、在泥沙自動(dòng)測(cè)量中最重要的是懸移質(zhì)（懸浮顆粒物）的同質(zhì)性，泥沙可以分為很多種，如：青沙、黃沙、棕沙等，它們的質(zhì)量不同、顏色不同，對(duì)光的反射率也不同，所以如果采用同一種方式去測(cè)同質(zhì)性不同的泥沙，得出的結(jié)果可能相差甚遠(yuǎn)。泥沙傳感器做了大量實(shí)驗(yàn)，會(huì)根據(jù)不同流域?qū)鞲衅鬟M(jìn)行分大類來標(biāo)定分析，并將逆投影成像技術(shù)計(jì)算方寫進(jìn)傳感器軟件，這樣得出最終結(jié)果的誤差會(huì)減小甚多。
2、JBNS-100型 泥沙傳感器可以根據(jù)泥沙含量的多少設(shè)置自動(dòng)單次清洗次數(shù)和清洗時(shí)間間隔。
3、JBNS-100型 泥沙傳感器是直接根據(jù)質(zhì)量來標(biāo)定和計(jì)算，所以可以直接輸出質(zhì)量單位（mg/L或Kg/m3）。在測(cè)量泥沙含量時(shí)無需通過濁度（NTU）來?yè)Q算成重量單位（mg/L或Kg/m3），測(cè)量結(jié)果更直觀，無需換算。
系統(tǒng)配置清單
序號(hào) | 型號(hào)名稱 | 產(chǎn)品描述(含性能特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)等) | 數(shù)量 |
1 | JBNS-100型 傳感器 | 可根據(jù)安裝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際含沙量定制量程，以獲得精度要求，帶自動(dòng)機(jī)械清潔刷，可設(shè)定定時(shí)清洗。帶深度和溫度輸出。 | 1臺(tái) |
2 | 電 纜 | 標(biāo)配電纜數(shù)據(jù)線，10米，長(zhǎng)度可以根據(jù)需要延長(zhǎng)，最長(zhǎng)200米。 | 1套 |
3 | 泥沙數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析主機(jī)系統(tǒng) | 數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，用于數(shù)據(jù)的采集和分析傳輸?shù)龋ㄖ鳈C(jī)自帶RTU、GPRS等功能） | 1套 |
4 | 供電系統(tǒng) | 供電系統(tǒng)：蓄電池及充電控制器，太陽(yáng)能板。 | 1套 |
5 | 數(shù)據(jù)處理分析軟件和中心站管理軟件 | 數(shù)據(jù)顯示軟件、泥沙的數(shù)據(jù)處理分析軟件，方便數(shù)據(jù)的率定分析及關(guān)系建立，功能可根據(jù)客戶要求定制開發(fā)和擴(kuò)展。 | 1套 |
6 | 設(shè)備布線安裝和支架 | JBNS-100型 泥沙在線監(jiān)測(cè)儀的支架設(shè)計(jì)及安裝，需要根據(jù)實(shí)際難易情況決定。 | 1套 |
7 | 安裝調(diào)試 | 具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，約需1-2人 | 1套 |
表1 JBNS-100型 泥沙傳感器規(guī)格
規(guī)格 | 詳細(xì)信息 |
尺寸 | 直徑90mm*長(zhǎng)度 478mm |
重量 | 6KG |
主要材料 | 機(jī)身：鈦合金+POM+316L不銹鋼 |
O型環(huán)：氟橡膠 | |
線纜：PVC | |
防水等級(jí) | IP68/NEMA6P |
測(cè)量范圍 | 0.001kg/m3-120kg/m3，可根據(jù)定制量程 |
測(cè)量精度 | 誤差小于測(cè)量值的±5% |
耐壓范圍 | ≤0.3Mpa/0-30m水深標(biāo)配，到50米 |
流速 | ≤5.0m/s |
存儲(chǔ)溫度 | -25到85℃ |
測(cè)量環(huán)境溫度 | 0到55℃ |
校準(zhǔn) | 斜率校準(zhǔn)/多點(diǎn)校準(zhǔn) |
傳感器線 | 標(biāo)準(zhǔn)整體電纜，可定制 |
深度傳感器 | 量程：0-100M，精度：0.01M |
溫度傳感器 | 量程：-20℃-120℃，精度：0.1℃ |
電源 | DC12V |
輸出 | 通過6mm抗拉屏蔽線纜輸出數(shù)字信號(hào) |
顯示輸出 | 本地觸摸屏顯示，遠(yuǎn)程WEB端顯示，手機(jī)APP查看 |
軟件 | 可實(shí)時(shí)顯示測(cè)量值并保存，可與系統(tǒng)報(bào)表對(duì)接 |
配套固定及回收系統(tǒng)，并可根據(jù)水下不同的情況選擇不同形式的錨和不同的拋錨方式，以雙錨雙纜錨泊系留系統(tǒng)為例，每個(gè)菱形錨重達(dá)百公斤，具有的固著力并便于回收，雙鏈為鋼纜和尼龍繩。穩(wěn)定錘裝有鋅保護(hù)陽(yáng)極，保護(hù)儀器設(shè)備不受電化學(xué)腐蝕。
