灌区量水现地设备

1. 灌区量水现地设备 张 喜

2. 唐山现代工控技术有限公司 各位领导，各位来宾，女士们，先生们，大家好！ 现在我来介绍一家公司，它的产品涉及农业灌溉领域的诸多方面，包括：渠道水 位、流速、流量、闸门测流、渠道淤积、现地设备防护、大型喷灌设备的防盗预警以 及洪水测报设备等。它的产品秉承一体化、“傻瓜型”、低价格、免维护的宗旨，公 司发展坚持：认准行业、自主创新、长期关注、持之以恒的理念，以每个月平均2项 专利的创新速度，创造出的产品包括：水位流量遥测终端、经济型智能水位计、末级 渠智能水位计、一体化测井、洪水测报终端、一体化手动闸门遥测终端、电动闸门监 测控制柜（无线手操器控制，远程采集）、无线闸门量水传感器、淤沙厚度传感器、 水下智能流速仪、超声波断面扫描流速仪、走航式流速仪、气泡流速仪、野外大型喷 灌设备防盗预警装置和一体化验潮仪等一大批简单实用的灌区现地量水、测水产品， 公司产品广泛应用于灌区计量遥测领域，并引领着水利行业遥测、计量的未来。 这个公司坐落于中国北方城市唐山，它的名字叫：唐山现代工控技术有限公司。

3. 灌区现地量水设备的特点及发展趋势 灌区现地量水设备简介

4. 灌区现地量水设备的特点及发展趋势

5. 灌区量水有其行业自身特点： 季节性供水、量大面广、野外环境、无人值守、无电源、通讯信号弱、潮湿雨淋凝露、多漂浮、多淤积、昼夜温差大、冰冻、地域宽广测点道路不佳、使用及维护能力差等,考验现地量水设备的性能。 在前期国家投资的51个大型试点灌区信息化项目中，我们在得到经验的同时，也交了不少学费，同时也使我们充分认识到如何使用国家有限的水利资金。 与此同时，我们对灌区现地量水设备的发展趋势有了较深刻的理解和清醒的认识。

6. 灌区现地量水设备的特点及发展趋势 由于灌区自身特点，灌区现地量水设备的发展趋势为： 渠道量水： 智能化、小型化、一体化、超低价格、“傻瓜型”、季节性工作、免维护、低功耗、长期自供电、自记忆、带远传、无线采集设置、防潮湿、防盗防破坏、防淤堵设计、易拆装，易清淤维护、无人值守、常年自动工作、防水结束自动进入睡眠等。另外还要考虑尽量不用太阳能供电，以防丢失破坏、雷击和大幅降低设备投入。 闸门量水： 灌区闸门量水目的是配水和计量，电动闸门的量水趋势为，闸门采用无线手操器现地控制，远程数据采集。闸门无线手操器实时显示水位、闸位、瞬时流量、闸门动作是否正常以及实现配水，数据通过GPRS无线网络上传到管理部门。手动闸门的量水趋势为，现地量水、锂电池供电、数据远传设备的一体化，无线手操器实时显示水位、闸位、瞬时流量和累计水量，实现量水和配水，数据上传到管理部门，同时产品应具备可移动性以适应放水的季节性。 设备安装地点：应尽量选择均匀流段，同时应尽量避开信号盲区。

7. 灌区现地量水设备简介

8. 渠道量水： 1、一体化水位流量遥测终端 一体化水位流量遥测终端用于渠道已有测井房场合，由水位流量遥测终端机、水位计、锂电池、密封箱组成，水位流量遥测终端可自带浮子水位计，也可连接超声波水位计、投入式水位计或其它浮子水位计，水位计的数量最多为2个，包括1个内置的超声波水位计或浮子水位计，以便同时测量上下游水位并计算瞬时流量。锂电池供电时间3年，根据水位流量遥测终端的摆放方位，在供水期或停水期（外壳提示：工作时此面朝上及存储期此面朝上）自动接通或切断电源,大幅度延长锂电池使用寿命。通过采集水位信号根据已知公式计算得到河渠的瞬时流量并同时计算累计流量。通过GPRS通讯网络，上位计算机可远程采集渠道水位流量的各种数据。配套无线手持参数仪可在50米范围内进行水位校正、参数设置和修改（如流量系数及率定）。

9. 渠道量水： 2、一体化水位流量测井 产品用途：用于渠道水位、瞬时流量、累计水量的测量和数据远程传输。具有召测功能、水位跳变功能和防水结束自动睡眠功能。采用锂电池供电，可连续工作3年以上，有远程电量监测和低电量预警功能。 构造组成：测井体采用工程塑料制造，直径200mm，水泥防护上盖,防盗锁，内设水位流量遥测采集箱。 安装方式：埋设式安装，露出地面部分外观为一水泥墩，减少人为破坏的可能。连通管用于测水管与渠道的连接，有效防止测井淤堵，连通管端部设拦污栅。水位流量遥测采集箱安装方便，放水结束可整体拆走。 水位量程：1200mm、2500mm 参数设置：配套无线手持参数仪可在50米范围内进行水位校正、参数设置和修改。

10. 渠道量水： 3、末级渠水位计 专门介绍

11. 渠道量水： • 4、测桥式全自动流速仪 测桥式全自动流速仪属专利产品，适用于灌区有淤积渠道，模仿人工在测桥上测流，测桥式全自动流速仪按照预设定，自动进行渠道输水断面纵向分割，自动进行水位、渠底淤积、多点垂线流速测量，按分割面积计算分流量，对全部的分流量累加后得到渠道输水瞬时流量。测桥式全自动流速仪采用超声波测量流速，测量单元较小，频率1M，有效地抑制干扰，增加测量可靠性和精度。 测桥式全自动流速仪利用测桥上设置的导轨，自动往返测量，实现运行、定位、测量、计算、传输全自动。伸缩测杆充分考虑漂浮物自动滑落，测杆底部探头上设有入水传感器、触底传感器、温度补偿传感器、超声波流速传感器。采用蓄电池作动力源，当检测到蓄电池电压低时，可利用设置在测桥一端的交流充电器进行自动充电，当现场不具备交流电时，可利用自带的自启动汽油发电机组对蓄电池进行充电。 为防止人为破坏，在测桥两端的渠岸上设置防护墙，不打开防护墙上的防盗门，人就无法到达测桥。放水期间，一旦有人非法达到测桥并搬动测桥式全自动流速仪，则防盗传感器会在来人未察觉的情况下触动报警，测桥式全自动流速仪立即启动 GPS定位，将当前位置和报警信息上传到监测中心，则追踪人员手持防盗追踪终端按 GPS定位信息找到被盗设备并追回。 测桥式全自动流速仪带有四个把手，防水结束，管理部门将其抬上车运回，并在下一放水季方便地安装。 测桥式全自动流速仪在无人值守的情况下，长期自动完成水位测量、淤积测量、流速测量、流量计算、水量计算、数据上传，蓄电池供电、自动充电、自动报警，是一种利用流速-面积法的，高性价比的渠道量水机器人。

12. 超声波探头组 超声波探头 渠道输水断面 渠道量水： • 5、超声波断面扫描流速仪 在渠道两岸分别设置超声波传感器组，超声波传感器组为纵向布置的多个超声波传感器 ，每一对超声波传感器对应渠道的一个流层 ，某一时刻，通过控制某一对超声波传感器同时工作，进行该对超声波传感器对应流层的流速测量；通过轮番扫描不同流层的超声波传感器工作，可以测量出不同深度的各流层的流速；渠道宽度事先已知，再测得水位，则可计算出渠道输水截面积，根据输水截面和所测流速可计算出输水流量。测量数据通过通讯网络上传到上位计算机进行进一步计算、处理和分析，从而实现对输水渠道水位、流速、流量、水量的实时在线监测。超声波传感器组设置在超声波传感器组安装护管内，安装护管有长条状窗口，露出超声波传感器。超声波传感器组护管的长条状窗口，设有用于放水结束关闭的护门。系统采用锂电池供电。

13. 渠道量水： • 6、水下智能流速仪 • 水下智能流速仪属实时流量测量的一体化设备，适用于不结冰、淤积不严重的矩 • 形渠道的实时流速测量。按照量水规范，用于渠道水位、多点垂线流速自动测， • 在无人值守的情况下，长期自动完成实时水位测量、流速测量与数据上传，是一 • 种利用流速-面积法，高性价比的渠道量水设备。 • 功能特点： • ●具有抗漂浮物的能力，一般不会发生漂浮物缠绕。 • ●可实现全剖面设置，可按垂线分割法测量整个渠道流量。 • ●采用锂电池供电，采用GPRS远程通讯方式，电池可连续工作3个放水季。 • ●可采用手操器进行数据采集，采集距离50米，此种方式下，水下智能流速仪的 • 锂电池可工作5年。 • ●作为一体化设备，具有易拆装性，可在放水季卡装在渠道底部的安装卡座中， • 放水结束后，管理部门将其取下带回，并在下一放水季方便地安装。 • ●配套专用上位采集软件，用于远程采集、流量计算、水量计算、数据分析和报 • 表打印。

14. 现在手操器控制方式 无线闸门量水传感器，用于对灌区电动闸门的闸前水位、闸后水位和闸位的采集，水位传感器与水面无任何电气联系，锂电池供电，通过无线射频技术与闸门量水控制箱进行数据通讯，两者之间没有任何连接线缆，有效防止水面感应雷对设备的雷击，配套安装基座使得传感器的安装与调试非常简单，并可在放水结束时方便拆回并在下次放水时方便安装。 传统控制方式 电动闸门量水： 闸门量水控制箱 闸门量水控制箱用于灌区电动闸门的过闸流量测量和远程传输。采集闸前水位、闸后水位、闸位，计算过闸流量和累计水量,并将采集、计算和存储的数据经GPRS无线网络上传到管理部门。全中文显示，使用闸门无线手操器,使用者无需爬上启闭机室，在启闭机室外、闸门旁边直接使用闸门无线手操器对闸门进行升降操作，亲眼看着闸门升降，防止闸门升降过度或卡住。 无线闸门量水传感器

15. 电动闸门量水： 闸门无线手操器 功能用途：闸门无线手操器用于闸门现地目视操作、闸门量水和配水。 特点：闸门无线手操器用于对灌区电动闸门的闸前现地操作，视线内控制闸门动作，避免突发事件。具有闸位预设定和点动2种闸门控制方式，可自动判断闸门运行方向并实时显示闸门开度，具有可控背光和延时断电功能。闸门运行时，可实时显示：闸前水位、闸后水位、闸位、瞬时流量，可用于校正闸前水位、闸后水位和闸位。 使用距离：隔墙距离10 米。

16. 手动闸门遥测终端，由遥测终端机（自带GPRS通讯和现地无线射频功能）、锂电池、节能密封箱组成，遥测终端自带2个投入式水位计和一路格雷码闸位传感器，同时测量闸位、上下游水位，计算瞬时流量和累计流量。锂电池供电时间3年，节能密封箱根据手动闸门遥测终端在供水期或停水期自动接通或切断电源。在工厂制造好的手动闸门遥测终端在使用现场方便的安装和拆卸，通过手动闸门无线手操器对水位和闸位传感器方便地校准。根据已知公式并经率定后计算得到闸门的瞬时流量并同时计算累计流量。通过GPRS远程通讯网络，上位计算机可远程采集闸门水位流量的各种数据，实时掌握供水信息，并监视锂电池电量。为节省电源消耗，手动闸门遥测终端每30分钟（时间可调）对传感器参数采集一次，同时计算瞬时流量和累计流量，每2小时（时间可调）将全部数据上传到监控中心。在必要时手动闸门遥测终端可设定成招测模式，此时手动闸门遥测终端实时在线，上位计算机可采集实时数据。当闸位发生跳变时，手动闸门遥测终端则主动上报数据。当闸位为零（即闸门关闭）或防水结束，手动闸门遥测终端进入睡眠状态，此时手动闸门遥测终端只采集数据但并不记录，也不上传，手动闸门遥测终端每周（时间可调）上传一次数据，以便检测系统是否正常。现地无通讯网络时管理人员可用手动闸门无线手操器现地采集数据，带回管理部门将数据上传至计算机。手动闸门无线手操器用于对手动闸门闸位、上下游水位、瞬时流量、累计水量的实时显示，实现计量和配水，经济、合理地利用水资源。手动闸门遥测终端，由遥测终端机（自带GPRS通讯和现地无线射频功能）、锂电池、节能密封箱组成，遥测终端自带2个投入式水位计和一路格雷码闸位传感器，同时测量闸位、上下游水位，计算瞬时流量和累计流量。锂电池供电时间3年，节能密封箱根据手动闸门遥测终端在供水期或停水期自动接通或切断电源。在工厂制造好的手动闸门遥测终端在使用现场方便的安装和拆卸，通过手动闸门无线手操器对水位和闸位传感器方便地校准。根据已知公式并经率定后计算得到闸门的瞬时流量并同时计算累计流量。通过GPRS远程通讯网络，上位计算机可远程采集闸门水位流量的各种数据，实时掌握供水信息，并监视锂电池电量。为节省电源消耗，手动闸门遥测终端每30分钟（时间可调）对传感器参数采集一次，同时计算瞬时流量和累计流量，每2小时（时间可调）将全部数据上传到监控中心。在必要时手动闸门遥测终端可设定成招测模式，此时手动闸门遥测终端实时在线，上位计算机可采集实时数据。当闸位发生跳变时，手动闸门遥测终端则主动上报数据。当闸位为零（即闸门关闭）或防水结束，手动闸门遥测终端进入睡眠状态，此时手动闸门遥测终端只采集数据但并不记录，也不上传，手动闸门遥测终端每周（时间可调）上传一次数据，以便检测系统是否正常。现地无通讯网络时管理人员可用手动闸门无线手操器现地采集数据，带回管理部门将数据上传至计算机。手动闸门无线手操器用于对手动闸门闸位、上下游水位、瞬时流量、累计水量的实时显示，实现计量和配水，经济、合理地利用水资源。 手动闸门量水： 一体化手动闸门遥测终端

17. σ沙 河水高度 = σ水 淤沙高度 其它设备： • 1、淤沙厚度传感器 • 淤沙厚度传感器用于对河底或渠底淤沙厚度的测量，是唐山现代工控技术有限公司专利产品。 • 工作原理：当我们知道常温下河水的含沙量就可以知道河水的比重，在此情况下测量水位，理论上我们采用测量水表面的液位计，如超声波水位计、浮子水位计，与采用压力式水位计，如投入式水位计，所测得水位应相同。但是，如果测得的水位不相同（不考虑传感器误差），如压力式水位数值大于水表面液位计水位数值，则必然有某种比重大于河水的物质（河底淤沙）作用于压力式水位计，如该物质比重小于河水，那肯定就漂走了。利用该原理，我们发明了淤沙厚度传感器，使用时，首先测量河水表面水位，此时作用在压力式水位传感器上的力来源于河底淤沙和淤沙上面的河水，当我们测得河水比重σ水，又测得含水淤沙的比重σ沙，结合水位，就可以计算出淤沙厚度。其公式为： • H=h水+h沙 • 其中：H：测量水位， • h水：有效水位， • h沙：淤沙厚度。 • 对于压力式水位计输出信号，算法为：

18. 末级渠道水位计

19. 末级渠道水位计用途及特点 末级渠水位计一体化测井 末级渠道水位计上位监测软件

20. 一，末级渠水位计用途及特点 末级渠水位计的用途 由于我国西部和北部缺水日趋严重，每年农业灌溉季节的水源不足都会给水利部门带来巨大压力，并由此产生农民和水利部门的矛盾、农民之间争水的矛盾，同时，大水漫灌、亩次收费的粗放型管理体制使得对宝贵的水资源造成极大地浪费。末级渠道水位计属自记式智能静压力水位计，自带传感器、电源和无线射频通讯，对末级渠道或斗渠上的水位自动监测、自动记忆、无线射频传输，无线手操器采集数据和校正水位，配套上位采集软件可对供水进行计量及分析。末级渠道水位计超低价位，配有防护测井，属“傻瓜型”设备。

21. 动态压力隔离装置 密封壳 GPRS模块 终端机 射频模块 锂电池 压力罩 拦污栅 一，末级渠水位计用途及特点 末级渠水位计的工作原理 末级渠水位计的组成部分见右图。压力罩用于收集水面静压力，压力罩内水面静压力传递给压力传感器。压力传感器用于将水面静压力信号转换为电信号，智能电路用于连接和管理压力传感器、射频模块、锂电池和可选配的GPRS通讯模块，锂电池经节能开关用于给智能电路供电，射频模块用于通过无线射频方式由无线手操器进行参数设定，动态压力隔离装置用于使内部电路与水体内和大气中的潮气隔绝，密封外壳用于将壳内的所有部分集合在一起，并防水密封，在末级渠水位计取出测井后自动断开电源，并在末级渠水位计插入测井后自动接通电源。 GPRS无线模块为可选配置，通过GPRS无线网络与远程上位计算机进行数据传输。 压力传感器

22. 一，末级渠水位计用途及特点 无线手操器 末级渠水位计特点 ①是一种超低价位渠道水位自动监测仪表，具有水位测量、水位校准、水位记录功能，自带电源、无线射频传输、超小体积、节能密封外壳、小量程水位及防淤堵设计使之成为一种“傻瓜型”产品。 ②末级渠水位计插入ф90防护测井即可自动工作，内置锂电池可保证正常工作5年。防护测井带有防盗测井盖，可设置在末级渠道边侧，砖砌保护下端与渠道连通，上端盖有水泥防盗测井盖，使用专用钥匙打开。 ③独特专利技术使仪表与外部环境连通又与潮气完全隔绝甚至可以进入水中，从而保证了内部电路始终处于干燥环境。 ④压力罩防淤堵结构保证水中泥沙不会造成传感器的长期淤堵。 ⑤用无线手操器在50米范围内，经射频网络设定末级渠水位计的测点编号、通讯参数及时间日期，并可进行水位校准； ⑥在灌溉季节结束时末级渠水位计进入睡眠以节省电量，灌溉季节自动唤醒并工作正常； ⑦在非灌溉期，可将末级渠水位计从测井中方便地取出，带回管理部门，以防丢失。 ⑧在末级渠水位计自测井中取出后自动关闭电源以节省电能，并在插入测井后自动接通电源。

23. 一，末级渠水位计用途及特点 智能水位计 防水壳 无线手持参数仪 压力管 防淤罩 末级渠水位计结构 末级渠水位计属一体化、“傻瓜型”产品，由智能水位计、防水外壳、压力管、和防淤罩组成。智能水位计由防水外壳、压力传感器、电路、锂电池组成，防水外壳由 壳体、内外压力动态隔离装置、测井卡口、上端盖、下端盖组成，不锈钢压力管、防污罩组成前端。 无线手操器用于水位校准和数据记录的采集，以便用于上位采集软件水量计量和历史数据分析，并作为水费征收的依据。 末级渠水位计是唐山现代工控技术有限公司专利产品。

24. 一，末级渠水位计用途及特点 末级渠水位计技术指标 产品型号：XD-2208 直径：DN50 长度：0.76米 水位量程：0.6米 最小水位：0.1米 测量精度：5毫米 供电锂电池：7.2V，14AH 电池寿命：5年(自记方式) 采集时间间隔：15分钟（可设） 存储数据量：20000条 通讯接口：无线射频 通讯距离： 开阔地，50米 GPRS网络数据远传：可选功能。

25. 无线手操器 上位采集软件 射频网络 末级渠水位计 一，末级渠水位计用途及特点 末级渠水位计的采集方式 末级渠水位计以无线射频网络作为通讯网络平台，通过自带的无线射频通讯模块与无线手操器在50米距离内进行数据传输，采集末级渠水位计自记的水位数据，无线手操器回到管理部门后再通过无线射频方式将所采集到的末级渠水位数据传输给调度中心的上位监测计算机进行数据处理和分析，并据此进行水量计量和水费结算。

26. 二，末级渠水位计一体化测井 末级渠水位计一体化测井 产品用途：用于末级渠水位计的现地安装和防护。 安装方式：末级渠一体化测井直径DN90，顶部砖砌，露出地面部分为防盗测井盖，外观为一水泥墩，减少人为破坏的可能。末级渠水位计直接插入测井中并用无线手操器校准水位，安装方便，放水结束可将末级渠水位计从测井中拆走。 水位量程：600mm(定制1000mm)

27. 三，配套上位监测软件 末级渠采集分析软件 末级渠监测软件用于对整个被监测区域内全部末级渠水位计的参数采集，包括：时间日期、水位历史数据、电池电量、信号强度、设备睡眠状态等。监测软件依据各测点水位流量关系和所采集的水位数据，用于计算流量和累计水量并以此作为结算依据，同时分析用水合理性及水资源利用效率。

28. 三，配套上位监测软件 末级渠监测软件特点 ①显示测点位置，测点信息，末级渠水位图。 ②列表方式显示各测点水位流量关系。 ③按测点、时间段、字段查询历史数据，具备打印，导出为excel功能。 ④月报表：按测点、年月份查询月报，以天为单位记录水位峰值和平均水位。 ⑤按测点、时间段、绘制水位曲线，曲线可以缩放打印、显示各点数据。 ⑥可实现任意测点、任意字段在、任意数量曲线、在同一时间段的对比。 ⑦添加、删除、修改站点信息、方便用户自己变更设备。 ①监测时间， ②水位分布， ③持续时间， ④电池电量。 以用户的提供的末级渠系图为背景，通过数据库标记测点在末级渠系图的位置，在图上显示测点位置，测点信息以标注形式显示（可以自定义显示数据量、标签颜色、连线颜色、标签透明度、水位图），标签可以任意拖动，背景图可以任意拖动，通过站点列表可以快速定位测点。

29. 三，配套上位监测软件 水量数据 以列表方式显示各测点水位流量关系及水量数据

30. 三，配套上位监测软件 数据报表 月报表：按测点、年月份查询月报，以天为单位记录水位、持续时间。

31. 三，配套上位监测软件 测点曲线 按测点、时间段、绘制水位流量曲线，曲线可以缩放打印、显示各点数据。

32. 三，配套上位监测软件 对比曲线 可实现任意测点、任意字段在、任意数量曲线、在同一时间段的对比，包括水量、流量与水位曲线的对比。

33. 三，配套上位监测软件 站点管理 添加、删除、修改测点信息、方便用户自己变更设备。

34. 唐山现代工控技术有限公司简介 唐山现代工控技术有限公司成立于1994年，位于河北唐山高新技术开发区，公司自主研发的产品包括渠道量水、闸门量水、一体化现地设备等节水、控水、水量计量产品，大部分产品已取得国家专利。公司研发团队精于水利行业，把握前沿技术，产品拥有自主知识产权，目前公司拥有60多项发明、实用新型和外观专利,包括以上所介绍的产品专利。公司研发的产品协议完全公开，其无线设置软件免费下载，非常适合在水力信息化工程中选用，也可利用公司自行开发的，完全开放的，采集、监测、分析软件。 公司的理念是：认准行业，自主创新，长期关注，持之以恒。 公司产品研发的原则是:一体化、低功耗、低价格、“傻瓜型”。

35. 无论您是否喜欢我们产品的外 观，您一定会喜欢我们产品的 性能和使用方法，您一定喜欢 我们产品的价格。

36. 谢谢！

37. 唐山现代工控技术有限公司 地址：河北省唐山市高新技术开发区火炬路122-1号 联系电话：0315-3855184，3855185 18633355988，13933323071 网址：http://www.xdgk.com.cn E-mail：zx @ xdgk.com