水利信息化监测设备清单:从RTU到GNSS接收机全覆盖

2025年12月05日 11:41

  在水利信息化建设中,监测设备是感知水利系统运行状态、保障工程安全、优化水资源管理的核心工具。从数据采集、传输到形变监测,各类设备协同工作构建起覆盖全要素的监测网络。以下从数据采集与传输设备、水位与流量监测设备、水质监测设备、形变监测设备四个维度,结合厦门海川润泽物联网科技有限公司的产品,梳理水利信息化监测设备的核心组成。

  一、数据采集与传输设备:RTU与边缘计算终端

  1. 遥测终端机(RTU)

  遥测终端机(Remote Terminal Unit, RTU)是水利监测系统的“神经中枢”,负责现场数据采集、存储与传输。厦门海川润泽的HC-RTU系列设备采用模块化设计,集成多通道模拟信号输入、数字量输入输出接口,可同时接入振弦式渗压计、雨量计、水位计等传感器,支持4G/5G、北斗短报文、LoRa等多种通信方式,适配不同场景需求。其核心功能包括:

  多协议兼容:支持Modbus RTU/TCP、IEC 60870-5-104、SL/T427-2021等水利行业协议,可无缝对接现有监控平台。

  边缘计算能力:内置低功耗MCU,支持数据本地预处理,例如对渗流数据实时滤波、对雨量数据进行累加统计,减少无效数据传输。

  双链路备份:主通信链路故障时自动切换至备用链路,确保数据不丢失。例如,在山区水库监测中,可同时配置4G与北斗通信,保障信号覆盖。

  工业级防护:IP67防护等级设计,适应-40℃至+85℃环境,满足野外长期运行需求。

  2. 视频遥测终端机

  视频遥测终端机(HC-TX9010)是RTU的功能升级版,集成高清摄像头与AI算法,实现“数据+图像”双维度监测。其核心特性包括:

  智能图像识别:通过深度学习算法自动识别大坝渗漏、水面漂浮物、非法入侵等异常事件,例如在夜间通过红外成像监测坝体裂缝。

  定时抓拍与远程控制:支持按预设时间间隔抓拍图片,或通过平台远程触发抓拍,例如在暴雨期间加密监测溢洪道状态。

  低带宽优化:采用H.265编码技术压缩视频数据,降低传输带宽需求,适配偏远地区网络条件。

  二、水位与流量监测设备:精准捕捉水情变化

  1. 水位计

  水位是水库调度、防洪预警的核心参数。厦门海川润泽提供多种类型水位计,覆盖不同应用场景:

  雷达水位计:基于微波反射原理,非接触式测量,精度可达±1cm,适用于泥沙含量高、腐蚀性强的水域,如黄河水库监测。

  超声波水位计:通过声波往返时间计算水位,安装便捷,成本较低,常用于灌区渠道水位监测。

  压力式水位计:将压力传感器投入水中,通过水压换算水位,适用于深水水库或井下水位监测。

  2. 流量计

  流量监测是水资源管理与水权分配的基础。海川润泽的流量计产品包括:

  电磁流量计:基于法拉第电磁感应定律,适用于导电液体流量测量,如灌溉渠道、污水处理厂出水口。

  多普勒超声波流量计:通过多普勒效应测量水流速度,结合渠道断面尺寸计算流量,适用于非满管流或明渠流量监测。

  闸门流量计:集成于测控一体化闸门,通过闸门开度与水位数据计算流量,实现“以闸代站”的精准计量。

  三、水质监测设备:守护水生态安全

  水质监测是保障饮用水安全、预防水污染的关键环节。厦门海川润泽的水质传感器系列覆盖pH值、溶解氧、浊度、氨氮、电导率等核心指标,采用模块化设计,支持多参数集成监测。

  1. 自清洁传感器

  针对野外监测中藻类附着、泥沙沉积导致的测量误差,海川润泽研发自清洁传感器,例如:

  自清洁悬浮物传感器(HC-XF01):内置机械刮刷装置,定时自动清除传感器表面附着物,确保浊度测量准确性。

  自清洁浊度传感器(HC-ZD01):采用超声波清洗技术,通过高频振动剥离污垢,适用于长期部署于湖泊、水库的监测站点。

  2. 多参数水质监测仪

  HC-WQ系列多参数水质监测仪集成多个传感器探头,可同时监测pH、溶解氧、氨氮等指标,支持RS485/Modbus协议输出,适配RTU或边缘计算终端。其特点包括:

  低功耗设计:太阳能供电模式下可连续运行3年以上,降低运维成本。

  防腐蚀外壳:采用316L不锈钢材质,适应高盐、高腐蚀性水域,如沿海地区水库监测。

  四、形变监测设备:GNSS接收机与裂缝监测仪

  大坝、边坡等水利工程的形变监测是预防溃坝、滑坡等灾害的核心手段。厦门海川润泽提供从局部裂缝监测到全局三维形变监测的完整解决方案。

  1. GNSS接收机

  GNSS(全球导航卫星系统)接收机通过接收北斗、GPS等多系统卫星信号,实现毫米级位移监测。海川润泽的HC-GNSS系列接收机具备以下特性:

  多频多模支持:支持北斗三号、GPS、GLONASS等多系统信号,提升定位精度与可靠性。例如,在山区水库监测中,多系统联合解算可有效削弱信号遮挡影响。

  智能算法优化:内置千寻位置时空智能算法,实时接入北斗地基增强系统,实现高频动态厘米级监测或静态毫米级监测。例如,对大坝表面位移的监测频率可达1Hz,满足地震等突发事件的形变捕捉需求。

  一体化设计:集成天线、接收机、通信模块于一体,减少现场部署复杂度。例如,HC-GNSS-M型设备采用IP68防护等级,可直接安装于坝体表面,无需额外防护箱。

  低功耗运行:整机功耗低于1.5W,支持太阳能供电,适应无人值守场景。

  2. 裂缝监测仪

  裂缝监测仪用于捕捉混凝土结构的微小裂缝变化,海川润泽的HC-LM系列设备采用振弦式或电阻应变片技术,核心功能包括:

  高精度测量:分辨率可达0.01mm,可监测裂缝开合度、扩展速度等参数。

  无线传输:支持LoRa或NB-IoT通信,将数据上传至RTU或平台,例如在隧道、地下厂房等封闭空间部署时,无需布设通信线缆。

  温度补偿:内置温度传感器,消除环境温度变化对测量结果的影响,提升数据准确性。

  五、设备协同:构建水利监测“一张网”

  上述设备并非孤立运行,而是通过标准化协议与统一平台实现数据互联互通。例如:

  数据汇聚:RTU采集渗压计、水位计、雨量计等数据,通过4G/北斗上传至云平台;GNSS接收机直接通过4G传输形变数据;水质监测仪通过RS485接入RTU,由RTU统一上报。

  协议适配:所有设备支持Modbus RTU/TCP、IEC 60870-5-104、SL/T427-2021等协议,确保与不同厂商平台兼容。

  智能预警:平台对渗流压力、位移速度、水质超标等异常数据实时分析,触发短信、APP、广播等多级预警,例如当大坝渗压超过阈值时,自动通知管理人员并启动应急预案。

  水利信息化监测设备从数据采集、传输到形变监测,已形成覆盖全要素、全流程的技术体系。厦门海川润泽物联网科技有限公司通过RTU、水位计、水质传感器、GNSS接收机等核心产品,为水利行业提供了从硬件到软件、从单点监测到系统集成的完整解决方案,助力水利工程向智能化、精准化方向升级。

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