一、系統應用背景
河流懸移質泥沙含量（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，水資源開發利用，水土流失治理，工農業取水用水，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，物力和時間的投入，而且測量周期長，操作過程繁瑣，勞動強度大，難以實時，在線監測河流含沙量的變化。
近年來隨著新產品新技術的不斷引進，針對河流泥沙的監測積累了一些經驗，取得了一些進展。目前，由我司研發的JBNS-100型 全自動泥沙在線監測系統已正式投入使用，本套系統可以實現了含沙量和輸沙率的實時在線監測。
二、全自動泥沙在線監測系統簡介
JBNS-100型 泥沙在線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。
傳感器滿足《水利部水文儀器及巖土工程儀器質量監督檢驗測試中心》水文儀器特性要求。
2.1系統特點：
v 可直接輸出測點泥沙含量值、水深、溫度值；
v 自動計算斷面平均含沙量與輸沙率，24小時連續在線監測；
v 支持整合多個斷面泥沙傳感器數據；
v 建立泥沙與水位、流量等相關的關系線；
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法，通過逆投影成像技術，可以連續精確測定水體中的懸移質泥沙含量。按照紅外散射光線技術不受色度影響測定懸移質泥沙含量，可直接輸出泥沙含量數據，實現實時在線監測。
2.3 JBNS-100型 泥沙在線監測儀
JBNS-100型 測沙傳感器基于組合紅外吸收散射光線法，通過逆投影成像技術可以連續精確測定水體中的懸浮泥沙含量。按照紅外散射光線技術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，實現實時在線監測。根據使用環境可以選配帶自清洗功能和保護裝置。
傳感器突出特點：
Ø 傳感器采用多光束紅外散射光逆投影成像技術結合TES91算法；音叉震動與電磁感應技術（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，滿足不同測驗環境要求。
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：氟橡膠 |
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線纜：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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測量環境溫度 |
0到55℃ |
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校準 |
斜率校準/多點校準 |
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傳感器線 |
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6mm抗拉屏蔽線纜輸出數字信號 |
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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 |
可實時顯示測量值并保存，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-斷沙率定公式自動計算斷面平均含沙量，支持導入斷面流量數據，自動計算斷面輸沙率，對泥沙進行24小時連續在線監測，實現數據采集的準確性、完整性、及時性和可靠性；
（2）可同時接收多個水文站（或監測斷面）的泥沙含量數據，每個水文站（或監測斷面）可同時支持多個JBNS-100型 傳感器；
（3）統計分析：實時監測的數據可自動傳輸并存儲在中心數據庫，并可進行數據統計，可生成逐日平均懸移質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無縫對接；
（4）遠程控制：遠程修改參數，異常數據報警等，同時可根據用戶要求定制功能。
數據處理主機參數如下：
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名 稱 |
參 數 |
描述說明 |
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主要參數 |
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CPU |
AM3352BZCZD60@600MHZ |
ARM Cortex-A8構架，工業級溫寬 |
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內存 |
256M DDR3 |
工業級溫寬：-40℃ ? +85℃ |
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NandFlash或e.MMC |
256MB SLC NandFlash/4GBe.MMC |
工業級溫寬：-40℃ ? +85℃ |
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數據接口 |
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百兆以太網接口 |
2路 |
2路10/100自適應網絡接口 |
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3G/4G模塊接口 |
1路 |
用于擴展3G/4G通信模塊 |
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WIFI模塊接口 |
1路 |
2.4G WIFI |
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USB HOST |
2路 |
USB2.0高速 |
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TF卡接口 |
1路 |
支持大容量TF卡和MicrsSD卡，設計了熱拔插檢測，支持SD Memory Card協議v2.0 |
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SIM卡接口 |
1路 |
MICRO-SIM卡 |
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調試串口 |
1路 |
RS232 |
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RS485接口 |
4路 |
可根據總線擴展N個接口 |
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RS232接口 |
4路 |
與485復用 |
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CAN接口 |
2路 |
支持CAN2.0 Part A和2.0Part B，最高傳輸速度可達1Mbit/S |
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RTC時鐘 |
高精度時鐘芯片 |
采用高精度RX8025時鐘芯片，后備電池，可以再斷電時保證時間不丟失 |
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LED指示燈 |
2個 |
1個CPU工作心跳燈，1個用戶自定義燈 |
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用戶按鍵 |
1個 |
可自定義按鍵功能 |
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電氣特性 |
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輸入電壓 |
DC12V |
9-30V |
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工作溫度 |
-40℃ ? +85℃ |
工業級溫寬 |
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工作濕度 |
5% ? 95% |
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結構參數 |
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機盒尺寸 |
159mm×105mm×33mm |
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2.5供電系統
供電模塊通過太陽能電池板和蓄電池的供電方式，配備充電控制器，可用交流電對電池進行充電。蓄電池100AH，100W太陽能板供電。
2.6數據管理軟件
自動化接收處理軟件可安裝于中心站服務器、現場控制服務器，軟件系統采用架構為C/S和B/S兩種模式，能接收測站發來的各項有關信息，并能遠程下載數據和設置測站工作參數。在非測流時間，能人工控制增加測次。根據測站實測數據生成《河流流量測驗規范》（GB50179-2015）、《水文資料整編規范》（SL247-2012）等現行水文規范、標準所需報表。
2、能實現在線測流功能，嚴格依據水文測驗規范及《水文資料整編規范》（SL247-2012）等現行有關規范、標準要求，建立各相關要素數據表結構，并提供數據庫訪問權限及訪問技術支持。
3、管理要求：軟件管理上進行權限分級，不同權限的管理者對其進行不同程度的操作。
特別提示：本信息由相關用戶自行提供，真實性未證實，僅供參考。請謹慎采用，風險自負。
