HX-F3便攜式明渠流量計(jì)

HX-F3便攜式明渠流量計(jì)

1、儀器設(shè)計(jì)研發(fā)背景

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國水污染防治法》，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障人體健康，*于2019年12月24日，發(fā)布了《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）安裝技術(shù)規(guī)范》和《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》。在《安裝技術(shù)規(guī)范》中，提出了在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成中，需要有流量監(jiān)測單元，對于需測定流量的排污單位，要建設(shè)明渠標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)量堰（槽），并且堰槽的建設(shè)應(yīng)能夠進(jìn)行明渠流量計(jì)比對工作，*三角堰、矩形堰及巴歇爾槽。在《驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》中，對水污染源流量監(jiān)測單元的驗(yàn)收方法提出了具體的要求，分為液位誤差比對和流量誤差比對，具體如下：

(1) 液位誤差比對：用便攜式明渠流量計(jì)比對裝置和超聲波明渠流量計(jì)測量同一水位觀測斷面處的液位值，進(jìn)行比對試驗(yàn)，每2 min記錄一次數(shù)據(jù)對，連續(xù)記錄6次，計(jì)算每一組數(shù)據(jù)對的誤差值Hi，選取大的Hi作為流量計(jì)的液位比對誤差。

(2) 流量誤差比對：用便攜式明渠流量計(jì)比對裝置和超聲波明渠流量計(jì)測量同一水位觀測斷面處的瞬時流量，進(jìn)行比對試驗(yàn)，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，開始計(jì)時，計(jì)時10 min，分別讀取明渠流量比對裝置該時段內(nèi)的累積流量F1 和超聲波明渠流量計(jì)該時段內(nèi)的累積流量F2，按公式計(jì)算流量比對誤差ΔF。

根據(jù)以上要求可以看出，在現(xiàn)場比對驗(yàn)收時需要用到便攜式明渠流量計(jì)，驗(yàn)收的過程中要連續(xù)地統(tǒng)計(jì)記錄液位數(shù)據(jù)及流量數(shù)據(jù)，需要在12分鐘內(nèi)同步記錄在線明渠流量計(jì)和便攜污水流量計(jì)各6個液位數(shù)據(jù)，及在10分鐘內(nèi)同步記錄在線明渠流量計(jì)和便攜污水流量計(jì)各2個明渠流量累計(jì)數(shù)據(jù)，而且因?yàn)槲鬯髁勘O(jiān)測過程是不可逆的，一旦在記錄過程中出現(xiàn)問題，則需要重新進(jìn)行比對，在時間上和空間上都給現(xiàn)場的驗(yàn)收工作帶來了困難。

國內(nèi)雖然有各類的便攜式流量計(jì)，但是并沒有一款能夠方便快速完成上述比對任務(wù)的便攜式明渠流量計(jì)比對裝置，我們公司利用多年環(huán)保監(jiān)測儀器研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）安裝技術(shù)規(guī)范》和《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)的要求，開發(fā)出了一款針對明渠流量計(jì)現(xiàn)場比對要求的便攜式明渠流量計(jì)。

2、儀器介紹

2.1 儀器外觀及組成

2.2 儀器現(xiàn)場安裝

既然是便攜式的明渠流量計(jì)，對于現(xiàn)場的安裝，要求能簡便、快速的完成現(xiàn)場流量計(jì)的安裝部署工作。

2.3 現(xiàn)場的比對過程

通過以上可以看出，HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)是*參照《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）安裝技術(shù)規(guī)范》和《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》的要求設(shè)計(jì)的，通過HX-F3型便攜明渠流量計(jì)對現(xiàn)場進(jìn)行比對任務(wù)，輕松快捷，用戶只需要輸入現(xiàn)場的數(shù)據(jù)即可。

2.4 現(xiàn)場明渠堰槽尺寸參數(shù)的輸入

根據(jù)《JJG711-1990 明渠堰槽流量計(jì)檢定規(guī)程》的要求，在進(jìn)行明渠流量測量的時候需要輸入一些現(xiàn)場明渠堰、槽的尺寸數(shù)據(jù)，對于不十分了解明渠檢定規(guī)程的使用者來說，這些尺寸容易搞混，使測量的結(jié)果偏離正常值。為此，我們設(shè)計(jì)這款產(chǎn)品時，對于堰槽參數(shù)的輸入，采用了圖文結(jié)合的方式提示用戶輸入，用戶只需要根據(jù)圖片提示的位置量出相關(guān)的尺寸，輸入便攜流量計(jì)即可，如下：

用戶根據(jù)流量計(jì)屏幕提示的位置，測量出現(xiàn)場的尺寸數(shù)據(jù)，輸入HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)即可。

2.5 數(shù)據(jù)的保存、查詢、打印及導(dǎo)出

HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)內(nèi)置了存儲器，可以保存一萬次的現(xiàn)場比對記錄，數(shù)據(jù)不丟失。HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)自帶有打印機(jī)，可以在現(xiàn)場打印比對報(bào)告，便于證據(jù)的保存。

HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)具有數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，儀器出廠時標(biāo)配有PC端的數(shù)據(jù)采集軟件，可以在回到辦公室以后對現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電腦，生成EXCEL表格文件，對現(xiàn)場的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

HX-F3型便攜流量計(jì)支持GPS定位及北斗定位，可在每次執(zhí)行測量任務(wù)時，自動記錄測量任務(wù)的地理位置信息，并將地理位置信息保存在任務(wù)的測量報(bào)告中，目前該項(xiàng)功能是選配的。

另外，HX-F3型便攜流量計(jì)標(biāo)配有手機(jī)端數(shù)據(jù)采集APP，可通過用戶手機(jī)實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程分享，并可將每次的測量數(shù)據(jù)自動發(fā)送到客戶，便于用戶的統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)不丟失；

便攜流量計(jì)數(shù)據(jù)傳送至手機(jī)端APP

3、關(guān)于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

明渠堰槽流量計(jì)的工作原理是在明渠中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的量水堰槽，使流過堰槽的水的流量與水位呈單值關(guān)系，并按規(guī)定的位置測量水位，通過相應(yīng)的公式計(jì)算出流量。根據(jù)原理可知，流量計(jì)測量的水的流量準(zhǔn)確性，除了現(xiàn)場需要有規(guī)范的量水堰槽以外，流量只與水位高度呈單值關(guān)系，因此，水位的準(zhǔn)確性是流量檢測的關(guān)鍵，我們采用的液位計(jì)是高品質(zhì)超聲波液位計(jì)，這款液位計(jì)無論在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還是產(chǎn)品的抗干擾耐腐蝕性，都能滿足現(xiàn)場測量的需求。

有了準(zhǔn)確的液位檢測，對于計(jì)算公式，我們充分的研究了《JJG711-1990 明渠堰槽流量計(jì)檢定規(guī)程》，對測量數(shù)據(jù)做了大量的比對工作，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)說明，HX-F3型便攜式明渠流量計(jì)根據(jù)檢定規(guī)程的計(jì)算*。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

另外，在產(chǎn)品出廠時，我們會為每一臺便攜流量計(jì)配有一個有資質(zhì)部門出具的的檢驗(yàn)校準(zhǔn)報(bào)告，進(jìn)一步說明流量計(jì)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與合法性。

4、儀器主要功能特點(diǎn)及性能指標(biāo)

4.1 功能特點(diǎn)

• 適應(yīng)于四種基本堰型：三角堰、 矩形堰、 等寬堰、 巴歇爾槽；
• 配套有手機(jī)端數(shù)據(jù)采集APP，可通過手機(jī)實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程分享，并可將每次的測量數(shù)據(jù)自動發(fā)送到客戶；
• 定位功能（選配）：支持GPS定位及北斗定位，可自動記錄每次測量任務(wù)的地理位置信息；
• 高精度信號采集模塊，24位采集精度，測量數(shù)據(jù)真實(shí)有效；
• 大屏幕彩色液晶觸摸屏，觸控操作，關(guān)鍵數(shù)據(jù)密碼保護(hù)；
• 曲線顯示流量變化趨勢及液位變化趨勢；
• 友好的人機(jī)交互界面，圖文結(jié)合，無需專業(yè)知識即可對儀器進(jìn)行操作； 
• 儀器帶有微型打印機(jī)，可現(xiàn)場直接打印測量數(shù)據(jù)；
• 可與電腦連接，將測量數(shù)據(jù)輸出至電腦，便于用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；
• 可存儲10000次的測量歷史記錄；
• 內(nèi)含大容量鋰電池，一次充電可連續(xù)測量72小時；
• 流量計(jì)內(nèi)置智能化電源管理系統(tǒng)，延長電池使用壽命；
• 手提箱式設(shè)計(jì)，整機(jī)重量輕，方便用戶攜帶，防水等級IP65。

4.2 技術(shù)指標(biāo)

• 流量測量范圍：0～40m³/S；
• 流量測量頻次：3次/秒；
• 液位測量誤差：≤ 0.5mm；
• 流量測量誤差：≤ ±1%；
• 信號輸出方式：藍(lán)牙、USB，配套有電腦端PC軟件及手機(jī)端數(shù)據(jù)采集APP；
• 定位功能（選配）：支持GPS定位及北斗定位，可自動記錄每次測量任務(wù)的地理位置信息；
• 打印功能：自帶有熱敏打印機(jī)，可現(xiàn)場打印測量的數(shù)據(jù)，也可導(dǎo)出表格至計(jì)算機(jī)打??；
• 工作環(huán)境濕度：≤ 85%；
• 工作環(huán)境溫度：-10℃～＋50℃；
• 充電電源：AC 220V ±15%；
• 內(nèi)置電池：DC 16V鋰電池,電池供電連續(xù)工作時間：72小時；
• 外形尺寸：400mm×300mm×110mm；
• 整機(jī)重量： 2Kg。

5、結(jié)論

我們在設(shè)計(jì)這款產(chǎn)品時，充分研究了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，力求在滿足數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，使現(xiàn)場比對工作快捷而高效，希望這款產(chǎn)品能在環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)流量監(jiān)測單元的比對