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(kāi)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(guò)程繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以實(shí)時(shí)，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)河流含沙量的變化。

近年來(lái)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(xiàn)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(xiàn)監(jiān)測(cè)。

二、全自動(dòng)泥沙在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

JBNS-100型 泥沙在線(xiàn)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(mǎn)足《水利部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(xiàn)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(xiàn)；

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(xiàn)法，通過(guò)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(xiàn)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(xiàn)監(jiān)測(cè)。

2.3  JBNS-100型 泥沙在線(xiàn)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(xiàn)法，通過(guò)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(xiàn)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(xiàn)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，抗干擾能力強(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(mǎn)足不同測(cè)驗(yàn)環(huán)境要求。

表1 JBNS-100型 泥沙傳感器規(guī)格

2.4數(shù)據(jù)采集與分析主機(jī)（含RTU功能）

系統(tǒng)主要功能如下：

（1）能自動(dòng)采集及處理測(cè)沙傳感器監(jiān)測(cè)到的泥沙數(shù)據(jù)，并根據(jù)泥沙-斷沙率定公式自動(dòng)計(jì)算斷面平均含沙量，支持導(dǎo)入斷面流量數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算斷面輸沙率，對(duì)泥沙進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)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(jiān)測(cè)斷面）的泥沙含量數(shù)據(jù)，每個(gè)水文站（或監(jiān)測(cè)斷面）可同時(shí)支持多個(gè)JBNS-100型 傳感器；

（3）統(tǒng)計(jì)分析：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)可自動(dòng)傳輸并存儲(chǔ)在中心數(shù)據(jù)庫(kù)，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(guī)范》的多種報(bào)表，與Excel無(wú)縫對(duì)接；

（4）遠(yuǎn)程控制：遠(yuǎn)程修改參數(shù)，異常數(shù)據(jù)報(bào)警等，同時(shí)可根據(jù)用戶(hù)要求定制功能。

數(shù)據(jù)處理主機(jī)參數(shù)如下：

2.5供電系統(tǒng)

供電模塊通過(guò)太陽(yáng)能電池板和蓄電池的供電方式，配備充電控制器，可用交流電對(duì)電池進(jìn)行充電。蓄電池100AH，100W太陽(yáng)能板供電。

2.6數(shù)據(jù)管理軟件

自動(dòng)化接收處理軟件可安裝于中心站服務(wù)器、現(xiàn)場(chǎng)控制服務(wù)器，軟件系統(tǒng)采用架構(gòu)為C/S和B/S兩種模式，能接收測(cè)站發(fā)來(lái)的各項(xiàng)有關(guān)信息，并能遠(yuǎn)程下載數(shù)據(jù)和設(shè)置測(cè)站工作參數(shù)。在非測(cè)流時(shí)間，能人工控制增加測(cè)次。根據(jù)測(cè)站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)生成《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》（GB50179-2015）、《水文資料整編規(guī)范》（SL247-2012）等現(xiàn)行水文規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)所需報(bào)表。

2、能實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)測(cè)流功能，嚴(yán)格依據(jù)水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范及《水文資料整編規(guī)范》（SL247-2012）等現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，建立各相關(guān)要素?cái)?shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，并提供數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)權(quán)限及訪問(wèn)技術(shù)支持。

3、管理要求：軟件管理上進(jìn)行權(quán)限分級(jí)，不同權(quán)限的管理者對(duì)其進(jìn)行不同程度的操作。