窨井液位监测解决方案
窨井液位监测解决方案
- 系统背景
城市排水管道相当于人类的血管,是贯通城市各类水资源循环的一个重要渠道,对此,我们必须及时发现管道淤堵、溢渗漏等,快速定位管网问题,可利用信息化技术进行管网监测。窨井是排水管网的检查井,能够直观准确地反映城市排水管网的运行状态,在城市排水系统中扮演着重要的角色。窨井水位可直观准确地反映城市排水管道的运行状态,窨井水位监测是智慧排水的重要组成部分。
(一)窨井监测作用
1、预防溢流:窨井水位监测可以及时发现窨井中的水位上升,预防污水或雨水溢流。窨井是城市排水系统的关键部分,如果窨井过载或堵塞,污水或雨水可能会泛滥到街道、建筑物或其他区域,引发环境污染和健康风险。通过监测窨井水位,可以及早采取措施,防止溢流事件发生。
2、内涝预警:窨井水位监测可以用于内涝预警中。窨井水位的持续上升往往表明排水系统已经或即将超过其处理能力。这可能意味着降雨量过大或排水管道存在堵塞等问题。通过实时监测窨井水位,可以及早发现内涝危险,提前采取措施,减少对城市及居民的影响。
(二)窨井监测难点
1、井内环境复杂
窨井内悬浮物多,阴暗潮湿、环境狭窄、污水溢出雨水渗入等诸多不确定因素,对测量受环境影响大。
2、安装难、维护难
数量多、布局散、权属多样,外接电源取电困难。而市面上大部分电池供电型监测设备,误报频率高,同时需要频繁更换电池,加重了维护工作。
3、数据监测有盲区
传统的单一的液位计对水位的测量相对局限。深井容易产生测量盲区。加之现场环境复杂、设备故障多、误报多等因素的影响,数据可靠性低。
4、效率低
通过人工巡逻的方式,无法及时发现存在的问题,造成极大的安全隐患。
- 窨井监测解决方案
系统主要在城市窨井内安装液位计和数据遥测终端机(RTU),将窨井液位数据动态传输到东日窨井监测管理平台,通过窨井液位数据的分析可以为排水管网液位在线分析、多级报警、淤堵分析、内涝分析等提供决策依据。
- 系统架构
福州东日信息技术有限公司窨井监测系统由感知层+网络层+平台
层构成。
1、感知层:双探头液位计(超声波液位计/雷达液位计、投入式压力变送器);
2、网络层:数据遥测终端机(RTU);
3、平台层:系统管理平台组成(东日窨井监测管理平台或者行业系统管理平台)组成。

图1. 系统架构图
- 方案特点
1、低功耗、长续航:本产品采用低功耗设计,选用低功耗微控制器元件。内置专用锂亚电池,配备大容量电池盒,标准工况下,电池续航长达3年。
2、IP68、高防护:外壳采用耐受200kg强外力冲击计,IP68 防护等级,防水防潮保证严苛环境下使用。抗低温设计,-25°C依然正常工作
3、通信无屏障:4G/NB-Iot无线通信。天线根据环境情况选择安装井内或井盖外,信号传输无屏障。
4、数据配置智能化:支持手机蓝牙配置、远程配置、远程升级设备。具备传感器异常告警、电池低电量告警,设备可主动推送设备运行状态信息。
5、易集成:提供设备通讯协议对接。已联调多家主流的设备厂家和管理平台。
- 东日窨井监测管理平台
将窨井液位、流量数据动态传输到东日窨井监测管理平台,或传输到行业管理平台实现管网窨井液位、流量指标的在线分析、多级报警、淤堵分析等。
1、GIS一张图:通过窨井监测平台,在监测“一张图”上显示各个监测点位置信息、设备工况信息、液位实时状态等;
2、数据监测分析:将大量监测动态数据上传至行业管理平台,为构建水力分析模型,准确地获取排水管网液位数据,进行淤堵分析、内涝分析等提供有力支撑。

图2. 监测管理平台
- 智能RTU
智能RTU是一款防水型设备,集数据采集、传输、存储、控制功能于一体。采用低功耗设计,适用于恶劣工况环境的远程遥测设备。适用于电池太阳能供电。

DRRTU10(新款式) DRRTU02
图3. 智能RTU
1、低功耗、体积小、使用简单:适用于电池太阳能供电的监测现场,减少供电成本。支持远程固件升级,减少现场维护工作量。
2、 系统集成能力强:产品提供多接口,支持多种国标平台及其协议,如水文、水务、环保平台。支持与多个系统平台实现无缝对接和集成。
3、 产品兼容扩展性强:目前已与多个大品牌传感器联调并应用。并发支持多达16个RS485 接口的传感器。
4、 高效稳定的性能、精准的数据采集和传输能力:采集数据较低通信丢包率 ,确保数据完整。有效提升水务管理的智能化和自动化水平。
- 液位计
采用双探头监测方式实现对井下液位的无盲区监测:超声波(雷
达)液位计和投入式液位计双探头设计。
- 低功耗雷达液位计

低功耗雷达液位计是东日信息自主研发的一款超低功耗485总线PCR 雷达(脉冲相干雷达)测距设备,它利用雷达波反射对被检测物 进行非接触式检测。
产品特点:
·供电范围:3.4~28V DC
·输出信号:RS485
·待机电流:<20uA,
·单次测距功耗:<1uAh
·测距范围:0.22m~12.5m
·盲区范围:0~0.22m
·准确度:1%
·分辨率:1mm
·防护等级:IP68
- 低功耗超声波液位计

低功耗超声波液位计是东日信息自主研发的一款低功耗485总线超声波测距设备 ,它利用声波反射对被检测物进行非接触式测量。
产品特点:
·供电范围:3.6~12VDC
·输出信号:RS485
·待机电流:<10uA,
·单次测距功耗:<11mC
·测距范围:0.3~5/10/15/20m
·盲区范围:0~0.3m
·准确度:±0.5%
·分辨率:1mm
·防护等级:IP68
- 投入式压力变送器

投入式压力变送器是东日信息自主研发的一款低功耗485总线超声波测距设备 ,它利用声波反射对被检测物进行非接触式测量。
产品特点:
·供电范围:9~36VDC/24±5VDC
·输出信号:模拟电压(0~5V,0~10V,1~5V)
/模拟电流(4~20mA)/RS485
·测距范围:0~1米至0~50米
·过载压力:2倍满量程
·工作温度: -30~+85℃
·准确度:1%/0.5%/0.25%/0.1%
·温度补偿范围:0~70℃
·防护等级:IP68
·防雷击、防潮,防结露功能
·防爆类型:(投入式)隔爆型dIICT6
三、应用案例
1、厦门市窨井水位监测项目
采用东日的雷达液位计+智能RTU遥测终端,实时上传监测数据到监测管理平台。
2、福州市排水污水井监测项目
采用东日的雷达/超声波液位计用于某市排水项目用于取水泵站液位监测。