Giải pháp quan trắc lưu lượng dòng chảy tự động thời gian thực cho hồ chứa, đập thủy điện

Lưu lượng là thông số đo quan trọng cần quan trắc trong công tác quản lý vận hành đập và hồ chứa nhằm:

• Phục vụ công tác dự báo lũ, lập kế hoạch vận hành an toàn hồ chứa và kế hoạch phân phối nước hàng năm.
• Làm căn cứ để lập và thực hiện kế hoạch sẵn sàng trong tình trạng khẩn cấp, đảm bao an toàn cho đập và vùng hạ du.

Công ty TNHH Khoa học và Kỹ thuật Reeco là nhà cung cấp với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực giám sát thủy văn. Chúng tôi có giải pháp hoàn chỉnh cho trạm quan trắc lưu lượng liên tục – tự động bằng công nghệ radar không tiếp xúc, cho phép lắp đặt cảm biến nhanh chóng và đơn giản bên trên mặt nước, giúp giảm thiểu chi phí duy tu bảo dưỡng hệ thống so với các loại thiết bị nhấn chìm.

Nguyên lý đo: Đo liên tục mực nước và vận tốc dòng chảy bề mặt, từ đó tính toán lưu lượng dòng nước chảy qua một tiết diện sông xác định.

Q (lưu lượng) = A (Diện tích) x V (vận tốc trung bình)

Trong đó:

• A là diện tích mặt cắt dòng sông. Để tính được diện tích cần đo mặt cắt ngang và mực nước của dòng sông. Mỗi giá trị mực nước sẽ có diện tích mặt cắt dòng sông tương ứng, từ đó xác định được bảng tỉ lệ giữa mực nước và diện tích mặt cắt. Do vậy, mỗi khi cảm biến đo mực nước trả về số liệu mực nước, datalogger sẽ tính ngay ra diện tích mặt cắt sông tại vị trí cần đo lưu lượng.
• V là vận tốc dòng chảy trung bình. Để tính được vận tốc trung bình cần xác định bảng chỉ số vận tốc sau nhiều lần đo thực tế. Chỉ số vận tốc (Velocity Index) là bảng đo so sánh tỉ lệ giữa vận tốc dòng chảy trung bình với vận tốc đo được của cảm biến đo dòng chảy bằng công nghệ Ra đa không tiếp xúc. Từ đó, xác định được hệ số áp dụng để cấu hình các phép tính vận tốc dòng chảy trung bình một cách tự động, chính xác trong datalogger.

Đầu đo lưu lượng dòng chảy được sử dụng để theo dõi tốc độ dòng chảy của các dòng kênh mở như sông, kênh thủy lợi hoặc hệ thống cống rãnh, theo dõi và kiểm soát của các nhà máy thủy điện và nhà máy xử lý nước thải. Ưu điểm hoạt động không có bộ phận chuyển động hoặc hao mòn và thiết kế cơ học chắc chắn, rất phù hợp để quan trắc cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Hệ thống bao gồm

1. Cảm biến đo vận tốc dòng chảy bề mặt bằng công nghệ radar

Thông số kỹ thuật:

• Tự động bù góc lắp (hiệu chỉnh cosin)
• Được xây dựng trên công nghệ radar mạnh mẽ
• Phạm vi đo rộng từ 0,02m/s đến 15m/s
• Khoảng hoạt động lên tới 50m
• Thiết kế nhỏ gọn, tiêu thụ năng lượng thấp
• Dải điện áp đầu vào rộng, thích hợp cho áp dụng năng lượng mặt trời
• Hỗ trợ nhiều giao diện truyền thông (RS-232, RS-485, CAN, Đầu ra cổng báo động), hỗ trợ tùy chọn SDI-12
• Vỏ bọc chuẩn IP68 (cho các ứng dụng ngoài trời và môi trường khắc nghiệt)
• Ứng dụng PC để thiết lập cài đặt radar và giám sát dòng real-time
• Tích hợp đơn giản với các hệ thống truyền dữ liệu từ xa hoặc các hệ thống SCADA hiện có
• Dễ dàng gắn cột, tường hoặc giá cố định
• Góc chùm radar mực nước: 12°
• Khoảng đo tốc độ: 0,02 m/s to 15 m/s
• Độ phân giải tốc độ: 0,001 m/s
• Độ chính xác tốc độ:1%
• Độ phân giải mực nước: 0,5 mm
• Độ chính xác mực nước: +/-3 mm

2. Cảm biến đo mực nước bằng công nghệ ra đa

Thông số kỹ thuật:

• Cổng kết nối / giao tiếp: SDI-12, RS-232
• Vật liệu: Thân: nhựa PBT kháng nước muối; Đỉnh đầu: phủ PP
• Nhiệt độ hoạt động: -40 °C đến 60 °C
• Nhiệt độ lưu trữ: -40 °C đến 60 °C
• Trọng lượng: 2.7 kg
• Dải đo: 2 đến 40 m (7 đến 131 ft)
• Độ chính xác: ± 3 mm (±0,1 in) trong phạm vi từ 2,1 đến 40 m (7 đến 131 ft)
• Tần số: ~26 GHz
• Góc chùm tia: 8°

3. Thiết bị thu nhận, xử lý và truyền dữ liệu online

Bộ datalogger thu nhận dữ liệu từ cảm biến đo vận tốc dòng chảy, cảm biển đo mực nước và các thông số khác từ kết quả khảo sát ADCP (mặt cắt dòng sông, phân bố tốc độ dòng chảy…v.v) để tính toán lưu lượng nước thời gian thực.

Bộ thu thập và truyền dữ liệu cho phép lưu trữ giá trị đo từ các cảm biến và truyền dữ liệu không dây về máy chủ thông qua mạng 3G, vệ tinh (tùy chọn). Mô đum truyền dữ liệu qua mạng 3G được tích hợp bên trong datalogger.

Thông số kỹ thuật:

• Vật liệu: Extruded Aluminum
• Kết nối: Analog Inputs, +5.0 Volt Excitation, Switched +12.0 Volt Excitation, Digital I/O, SDI-12, RS-232, RS-485
• Bộ nhớ: Khả năng lưu trữ dữ liệu 256 MB, có thể mở rộng
• Cổng giao tiếp
  • USB: 2 Host USB-A Connectors, 1 Device Mini-B Connector; Version 2.0
  • Cell Modem (optional): GSM/GPRS, CDMA-1X
  • Wi-Fi: 150 Mbps Wireless 802.11b/g/n
• Môi trường hoạt động
  • Nhiệt độ vận hành: -40 ° to +60 ° C
  • Nhiệt độ bảo quản: -50 ° to +80 ° C

Giải pháp giám sát lưu lượng liên tục – tự động trong hồ chứa, đập thủy điện do chúng tôi cung cấp sẽ giúp Quý Khách hàng:

• Có thể theo dõi dữ liệu từ xa ở mọi lúc, mọi nơi thông qua các thiết bị như điện thoại thông minh, máy tính xách tay,…
• Nhận được tin nhắn, email cảnh báo từ hệ thống khi có thông số vượt ngưỡng cho phép, từ đó đưa ra giải pháp xử ký kịp thời.
• Lưu trữ dữ liệu trong thời gian dài phục vụ công tác nghiên cứu về môi trường, bồi lắng hồ chứa và các nghiên cứu khác có liên quan.