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一、系統應用背景
河流懸移質(zhì)泥沙含量（含沙量）是重要的水文參數之一，河流含沙量監測對于水利水電工程建設，水資源開(kāi)發(fā)利用，水土流失治理，工農業(yè)取水用水，水文預報等意義重大。目前水文上測量河流含沙量的主要方法是：人工取樣，使用烘干法測量含沙量。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，而且測量周期長(cháng)，操作過(guò)程繁瑣，勞動(dòng)強度大，難以實(shí)時(shí)，在線(xiàn)監測河流含沙量的變化。
近年來(lái)隨著(zhù)新產(chǎn)品新技術(shù)的不斷引進(jìn)，針對河流泥沙的監測積累了一些經(jīng)驗，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(xiàn)監測系統已正式投入使用，本套系統可以實(shí)現了含沙量和輸沙率的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。
二、全自動(dòng)泥沙在線(xiàn)監測系統簡(jiǎn)介
JBNS-100型 泥沙在線(xiàn)監測系統主要由泥沙傳感器、數據采集與傳輸系統（含RTU）、供電系統、數據管理軟件和安裝支架等組成。
傳感器滿(mǎn)足《水利部水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監督檢驗測試中心》水文儀器特性要求。
2.1系統特點(diǎn)：
v 可直接輸出測點(diǎn)泥沙含量值、水深、溫度值；
v 自動(dòng)計算斷面平均含沙量與輸沙率，24小時(shí)連續在線(xiàn)監測；
v 支持整合多個(gè)斷面泥沙傳感器數據；
v 建立泥沙與水位、流量等相關(guān)的關(guān)系線(xiàn)；
v 直接生成水文規范報表，可直接參與資料整編。
2.2測量原理
本套系統所使用的傳感器基于組合紅外吸收散射光線(xiàn)法，通過(guò)逆投影成像技術(shù)，可以連續精確測定水體中的懸移質(zhì)泥沙含量。按照紅外散射光線(xiàn)技術(shù)不受色度影響測定懸移質(zhì)泥沙含量，可直接輸出泥沙含量數據，實(shí)現實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。
2.3 JBNS-100型 泥沙在線(xiàn)監測儀
JBNS-100型 測沙傳感器基于組合紅外吸收散射光線(xiàn)法，通過(guò)逆投影成像技術(shù)可以連續精確測定水體中的懸浮泥沙含量。按照紅外散射光線(xiàn)技術(shù)不受色度影響測定泥沙含量濃度值，即可直接輸出泥沙含量數據，實(shí)現實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。根據使用環(huán)境可以選配帶自清洗功能和保護裝置。
傳感器突出特點(diǎn)：
Ø 傳感器采用多光束紅外散射光逆投影成像技術(shù)結合TES91算法；音叉震動(dòng)與電磁感應技術(shù)（高量程）；
Ø 內設自診功能，保證數據準確；
Ø 可選配清潔刷自動(dòng)清洗功能，減少傳感器維護量；
Ø 數字化傳感器，抗干擾能力強；
Ø 泥沙同質(zhì)性標定與分析識別；
Ø 低量程范圍：0-45 kg/m³/120kg/m³，高量程范圍：5kg-2500kg/m³，可定制型號和量程，滿(mǎn)足不同測驗環(huán)境要求。
表1 JBNS-100型 泥沙傳感器規格
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規格 |
詳細信息 |
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尺寸 |
直徑90mm*長(cháng)度 478mm |
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重量 |
6KG |
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主要材料 |
機身：鈦合金+POM+316L不銹鋼 |
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O型環(huán)：氟橡膠 |
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線(xiàn)纜：PVC |
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防水等級 |
IP68/NEMA6P |
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測量范圍 |
0.001kg/m³-120kg/m³，可根據定制量程 |
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測量精度 |
誤差小于測量值的±5% |
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耐壓范圍 |
≤0.3Mpa/0-30m水深標配，最大到50米 |
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流速 |
≤5.0m/s |
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存儲溫度 |
-25到85℃ |
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測量環(huán)境溫度 |
0到55℃ |
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校準 |
斜率校準/多點(diǎn)校準 |
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傳感器線(xiàn) |
標準整體電纜，可定制 |
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深度傳感器 |
量程：0-100M，精度：0.01M |
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溫度傳感器 |
量程：-20℃-120℃，精度：0.1℃ |
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電源 |
DC12V |
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輸出 |
通過(guò)6mm抗拉屏蔽線(xiàn)纜輸出數字信號 |
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顯示輸出 |
本地觸摸屏顯示，遠程WEB端顯示，手機APP查看 |
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軟件 |
可實(shí)時(shí)顯示測量值并保存，可與系統報表對接 |
2.4數據采集與分析主機（含RTU功能）
系統主要功能如下：
（1）能自動(dòng)采集及處理測沙傳感器監測到的泥沙數據，并根據泥沙-斷沙率定公式自動(dòng)計算斷面平均含沙量，支持導入斷面流量數據，自動(dòng)計算斷面輸沙率，對泥沙進(jìn)行24小時(shí)連續在線(xiàn)監測，實(shí)現數據采集的準確性、完整性、及時(shí)性和可靠性；
（2）可同時(shí)接收多個(gè)水文站（或監測斷面）的泥沙含量數據，每個(gè)水文站（或監測斷面）可同時(shí)支持多個(gè)JBNS-100型 傳感器；
（3）統計分析：實(shí)時(shí)監測的數據可自動(dòng)傳輸并存儲在中心數據庫，并可進(jìn)行數據統計，可生成逐日平均懸移質(zhì)輸沙率表和逐日平均含沙量表等符合《水文資料整編規范》的多種報表，與Excel無(wú)縫對接；
（4）遠程控制：遠程修改參數，異常數據報警等，同時(shí)可根據用戶(hù)要求定制功能。