水情预警自动测报系统安装规范安装1.docx
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水情预警自动测报系统安装规范安装1
水文自动测报及预警系统土建及设备
安装规范
北京**水务科技有限公司
2011年2月
第一章分体式水情设备安装
分体式水情设备是指机箱，雨量计，太阳能电池板等设备分开安装在不同的位置。
而一体化雨量计是把太阳能电池板，机箱，雨量计集合在一体。
1.1雨量传感器安装
1.1.1雨量传感器土建基础
1.雨量计尽可能安装在站房平台上，有条件的测站雨量计可放在观测场内，可参照图2；
2.雨量计的承水口不能受到建筑物或树木的遮挡，其四周与阻碍物的距离应大于阻碍物高度的2倍以上；
3.雨量传感器安装高度为700mm（从承水口平面至地面距离）。
为地区观测资料的连续性和可比性，北方地区也可沿用1200mm高度；
4.以分辨率1.0mm（0.5\0.2）翻斗式雨量传感器为例，砌约有500mm见方水泥基座，基座高度距地面约160mm。
基座埋入深度应能保证仪器安装牢固，在暴风雨中不发生抖动或倾斜（见图1）。
图1DY1090A（1.0mm）型遥测雨量传感器安装基本座
5.用￠10×80的膨胀螺栓或预埋圆周直径￠320（236）mm120°等分螺栓3个，外露丝杆长度不低于20mm,每个螺栓上再多配两套镀锌（或者是铜）螺母、平垫（便于调节雨量计水平）；
6.雨量传感器信号线敷设可采取明敷或暗敷
◆明敷：
墙壁敷设可采取PVC管保护，长距离架空需用铁索吊装；同时要考虑布线美观；
◆暗敷：
可采用PVC管保护；穿越公路时采用钢管保护；挖沟深度不低于500mm，尽量埋在冻土层以下；
◆雨量传感器信号线采用RVVP3×0.25mm2；
图2观测场内雨量传感器放置图
1.1.2雨量传感器安装步骤
1.取出雨量传感器，用内六方扳手打开雨量传感器承雨筒外壁衔接处三个螺钉,取出翻斗；
2.信号缆从仪器底座的橡胶电缆护套穿进，留适当长度打个节并接线；
3.用螺丝刀松开翻斗支架螺丝，轻轻地扶住翻斗（使翻斗有磁钢一面对应接线座引出的干簧管）将其支撑轴放入支点孔内，沿轴向轻微地来回放动，手感其空隙量大小，以翻斗能自如翻动为准并索紧螺丝；
4.用万用表测试干簧管输出信号是否正常；当翻斗翻转一次，磁钢越过干簧管时，输出线端电阻应＜0.5Ω，否则绝缘电阻应≥1MΩ。
若无正常输出，应检查干簧管是否完好，磁钢与干簧管位置是否合适，并加以调整。
5.将其底座上三个地脚的安装孔安装在预埋的螺栓上；
6.轻轻盖上承水筒用水平尺将承雨口校平；
7.取下承水筒调节调平螺杆，使仪器气泡居中；
8.在10mm的标准量杯内注入10.3mm的水，将其缓慢的倒入雨量计内，若翻斗翻动10次，说明雨量计安装正确。
否则请按照雨量计说明书进行调整。
9.以上七项检查完毕无误后，轻轻盖上承水筒并拧紧连接六方螺钉。
10.信号线妥善固定好，将数据线接入遥测终端机，翻转几次翻斗，终端机能正常发送数据，则雨量计安装成功，作好安装调试记录，填写考证表。
1.2太阳能电池板安装
1.2.1太阳能电池板安装综述
1.太阳能电池板尽量放置在本测站铁塔避雷针能覆盖到的辖区内；
2.太阳能电池板选择方向正南方，倾斜角度为当地纬度±15°；
3.太阳能电池板要放在周围（包括建筑物及其它物的倒影、斜影在内）无阻挡太阳光线处，根据不同规格的太阳能电池板建水泥构件并预埋螺栓（最好放在平房顶上）；
4.太阳能电池板尽量靠近RTU机箱，当中继站（中心站）采用太阳能充电时连接电缆截面积至少选用RVV2×1mm2的护套线或AVV2×1mm2的导线，测站连接线缆的截面积至少选用RVV2×1mm2的护套线或AVV2×1mm2的导线；
5.太阳能电池板安放完毕后，先连接机箱底部四芯电源插头正极1、负极4端，再按极性分别连接到太阳能板接线盒内；
6.太阳能板安装好后，用万用表测量其开路输出电压值和短路电流值，若在正常范围，则太阳能板安装完成，工作正常。
见下表：
晴天中午时
型号规格
开路电压
短路电流
20W
>18V
>1A
40W
>18V
>2A
60W
>18V
>3A
100W
>18V
>5A
7.常用的太阳能电池板有10W、20W、40W、50W、60W、100W（50W与6W太阳能电池板外型尺寸相同100W为50Wx2）六种。
六种太阳能电池板底座规格、安装尺寸详见（图7、图8、图9、图10）。
1.2.1太阳能电池板安装示意图
10W太阳能电池板通过支架固定在雨量计的桶身上。
图710W雨量计安装图
图820W太阳能电池板底座尺寸示意图
图940W太阳能电池板底座尺寸示意图
图1060W太阳能电池板底座尺寸示意图
1.3RTU机箱的安装
1.机箱可靠固定，垂直向下，挂高要距地1.2米以上。
2.机箱外部线缆要走向美观。
3.应选在光线充足，通风良好，避免雨淋，操作方便的地方；野外安装要加防护措施。
4.进入机箱内部的信号要防雷、屏蔽；机箱外部的设备地线、天馈避雷器地线,到接地铜排的导线至少选用截面积为RV2.5mm2铜线,长度太长时截面积适当成倍加大；接地铜排到接地网的导线至少选用截面积为RV（BV）25mm2铜线、40×4mm热镀锌扁钢或者直径为8mm热镀锌圆钢。
5.确定RTU机箱航空插头管脚定义航空插头管脚实际定义。
标准的机箱底部航空插头管脚定义如下：
◆JT1：
三芯航空插头，用于外接220VAC电源（电源线径至少用1.5mm2铜线），1接L（火线）、2接N（零线），3接地线（要采取共地接地）。
◆JT2（电源）：
四芯航空插头，用于外接太阳能板和外置蓄电池，1接太阳能板正极、2接蓄电池正极、3接蓄电池负极、4接太阳能板负极（当蓄电池外置时，连接电缆软导线截面积最小为1.5mm2铜线）。
图13四芯接头的接线图
◆JT3（水位）：
十九芯航空插头，用于外接浮子式水位计或排水泵的状态。
图14数传水位计接线图
◆JT4（天线）：
N型母头，外接避雷器、天馈线。
◆JT5：
五芯航空插头，1、2外接脉冲式雨量传感器；3、4外计接电话线。
图15双簧雨量计的接线图
◆JT6：
五芯航空插头，1、2外接485水位计，1接DATA+，2接DATA-；3为+12V电源、4为GND、5为备用屏蔽接地。
◆JT7：
9芯D型母头，2为TX，3为RX，5为GND。
◆JT8：
外接GSM吸盘天线。
◆JT9：
M6铜螺栓，外接接地极。
6.检查机箱里面各部位连接线可靠无误，方可上电测试工作；
第二章一体化雨量计安装
2.1一体化雨量计安装场地与土建基础
1.一体化雨量计尽可能安装在站房平台上，有条件的测站雨量计可放在观测场内；雨量计的承水口不能受到建筑物或树木的遮挡，其四周与阻碍物的距离应大于阻碍物高度的2倍以上；
2.
以分辨率1.0mm（0.5\0.2）翻斗式雨量传感器为例，砌约有500mm见方水泥基座，基座高度距地面约160mm。
基座埋入深度应能保证仪器安装牢固，在暴风
一体化雨量计安装基座示意图
2.2一体化雨量计构成及示意图
一体化雨量计主要由雨量筒，机箱、RTU、太阳能电池板等构成。
序号
名成
规格
1
太阳能光板
6W
一般采用宁波太阳能电池
2
蓄电池
10AH
3
RTU
yy-rtu-2000-1
yy-rtu-2000-2
4
太阳能充电控制器
6A
5
翻斗雨量计
6
机箱
7
手机天线
8
线缆安装
6条
2.3安装步骤
1、安装前应准备安装清单，如上章节的清单完整的设备，注意千万不可漏项。
2、在安装时，注意太阳能光板要朝南方。
3、安装时，卸掉机箱之门。
4、把雨量计专用线，太阳能能线，手机天线穿过太阳能板底侧的穿线管，把线穿入机箱内。
5、安装太阳能板，雨量筒，天线。
6、安装太阳能充电控制器。
充电控制器采用M3*10螺丝。
7、安装机箱、蓄电池、太阳能蓄电池。
注意，机箱安装在基座上，倾斜度不能超过2O，否则在雨量筒安装时，可能无法调整好水平。
8、在整体安装后，检查穿线管的密封状况，可用玻璃胶密封。
9、调整雨量计，使之水平达到说明书要求。
第三章主要水位传感器安装
3.1浮子式水位计的现场安装
根据系统建设要求，本系统将建设自动雨量水位监测站，选型的水位计为浮子式。
浮子式水位计的现场安装应完全符合《水文自动测报系统技术规范》和《水位观测标准》（GB-J138-90）的要求。
浮子式水位计的现场安装设计主要包括水位井的建设和水位计安装调试方案。
1、简易浮子式水位井建设的设计
选内径大于等于300mm圆柱体钢管、厚壁PVC管或水泥管垂直于水面安置，管底要放在当地死水位以下2cm处，测井井身高程应在历史最高水位以上100cm；进水管口与观测管口之比为10：
1；进水口可按水位不同高程多开几个,进水口应有良好的防沙、防淤措施,以免进水口淤死造成测井失效；井房面积不小于1平方米，高不低于1.5米并具有通风孔及进线孔。
井口盖板为可拆装木板，其厚度为2cm,井房的设计应便于水位计的安装及维修（参见上图）。
2、浮子式水位计安装步骤
安装前检查仪器的配件是否齐全，轴角编码器转动是否灵活准确，水位站房
和水位井的土建工程是否符合要求，主要的设施和预埋、预留件是否齐全、牢固。
以选型的WFC-2型细井式浮子水位计为例，相关安装步骤如下：
（1）在水位井盖板的中心位置打2个直径20mm孔，两孔中心距为100mm；
（2）将仪器底板用4个M3×18木螺钉固定在测井木板上。
有码盘那一面为浮子；
（3）将水位计的钢丝绳从木板的过线孔穿进；
（4）绳端穿入平衡锤螺钉小孔，打结，用钢丝钳将其拉紧，将多余的钢丝绳剪断，绳结缩进直径孔内，然后上紧平衡锤，并用扳手拧紧；
（5）将平衡锤下放到井底；
（6）钢丝绳另一端饶过水位轮，留20CM剪断；
（7）按上述方法穿孔、打结、固定在浮子上；
（8）将浮子慢慢地放下测井，直到水面；
（9）调整浮子与平衡锤的平衡，并使两边的钢丝绳都处于孔的中间；
（10）为了仪器工作可靠起见，再次检查，并上紧水位轮螺钉；
（11）对水位时，两手轻轻地将钢丝绳提起，使之稍微离开水位轮，用右手食指拨转水位轮，直至与水尺水位相符，再轻轻放回钢丝绳；用手分别向下拉动水位轮两边的钢丝绳10cm，看钢丝绳是否打滑，若打滑相应调整两边的配重使其不再打滑；
（12）采用并行信号输出时，信号线采用RVVp16×0.3（0.5）mm2，长度<100m。
采用RS485信号输出时，信号线采用屏蔽双绞线2×0.5mm2，电源线采用2╳1mm.应保持浮子水位计上的RS485分路器接口板供电电压在8~15DCV之间。
（13）仪表安装前，需做仪表校验工作，确保仪表输出信号正确；并用兆欧表测量信号线的导通及绝缘程度。
（14）连接水位计与遥测终端机。
转动水位轮，用置数器接收终端机报送的实时水位，检验报送水位是否与编码器的读数一致，报送水位是否连续
3.2超声水位计水位计的现场安装及技术保证措施
非接触超声波水位计的工作原理：
当超声波在空气中传播遇水面后被反射，仪器测得声波往返于传感器到水面之间的时间，根据声速计算距离，再用传感器安装高程减去其所测至水面距离既得水位。
超声波（或雷达）水位计适用水体范围较广，测量精度较高，适用于非接触式检测；其长期的稳定性取决于周围环境的稳定性，不太适合在野外恶劣的环境中长期工作。
超声波水位计的安装调试过程如下：
（1）在安装之前需要在室内对各种设备连接起来进行通电测试，以确定所有设备的工作正常。
（2）打开包装箱，按照装箱设备清单，清点设备及附件，确认所有设备和清单一致。
（3）连机测试
1）将超声波传感器总成经传感器电缆和水位测量端机连接。
2）将温度传感器总成与水位测量端机相连接。
3）用万用表测量电池电压是否大于12V，如果低于12V，则应充电。
4）参考第二章，将电池插座插入端机主板上的电源插座。
5）用短路块将主板上的JP1之1～2脚相连，使机器进入测试状态，开始工作。
6）将超声传感器正对着有效量程内的一个固定目标。
7）观测主板液晶显示器上的测量结果，再移动传感器位置，观察结果的变化，以确定端机是否工作正常。
8）将水位测量端机和数传仪、天线连接，测试超短波电台。
如果听到发送信号的“咯支”声音，则可以确定室外设备工作正常。
9）打开数据接收处理机，观察显示屏内容。
如有变化且接收数据正确，室内设备工作正常。
（4）超声传感器及支撑结构安装
传感器总成：
包括传感器本身、电缆、连接板，支撑杆及固定支撑杆的相应配件。
安装支架可采用钢管或水泥杆，靠近河边，悬臂支架的安装高度应控制在超声波探头距最低水面测量的有效范围内；
安装支架应埋设牢固，避免晃动，造成水位测量误差。
（5）温度传感器总成安装
一般情况下，温度传感器总成安装在悬臂上，和声传感器方向一致，水平度要求与传感器一致，目的是使安装在保护罩内的温度传感器通风条件好，且不被太阳直照。
（6）无线测量水位端机的安装
将各种辅助设备插头分别插入端机相应的插座上。
注意：
一定要检查端机主板上JP1跳线座，要将短路块插在2-3脚上，即定时上电
测报状态。
盖好机箱盖板将整个机箱放入百叶箱内。
3.3压力水位计的安装
1.长距离敷设需要铠装电缆或预埋管（内有信号避雷器）；
2.压阻式水位传感信号电缆如与铠装电缆或预埋电缆相连接，需建一个接线箱，接线箱应防水且要建在水库或河道站警戒水位上方。
3.选用直径60mm以上镀锌钢管，便于传感器穿过，每间隔10~15m处要留活动口，便于维修。
在拐弯处建接口箱，便于传感器探头通过。
4.河道水位站要在死水位处建水池，考虑到每次洪水过后都会留有淤泥，放在池内的传感器电缆留出两米余量，水池背水面留多个进水孔。
5.装水位传感器时，避免撞击探头，也不要让导气电缆打死弯。
6.压阻式水位传感器探头放置位置应远离水流速度大的地方，以免造成测量不准。
压力水位计进水管示意图
压力水位计安装示意图
3.4自收缆式水位计的安装
图5WFX-Z型自收缆式水位传感器水位井示意图
1、水位斜井的制作
选内径大于Φ5、Φ7、Φ10cm钢管开始钻井，测井井身高程应根据本地水位下降曲线，适当确定测井深度及水位计的量程5m、10m、20m、40m。
测井管底端应有良好的防沙、防淤措施,以免测井淤死造成测井失效；根据所下井管的直径确定浮子Φ3、Φ4.5、Φ8cm；井口周围要稍微加大，木盖板可拆装，其厚度为2cm的设计,应便于水位计的安装及维修，应在井口上方高约18-20cm处做个25×30㎝的安装平台（见水位计底座安装尺寸示意图6）。
图6WFX-Z型自收缆式水位传感器底座安装示意图
安装前检查仪器的配件是否齐全，轴角编码器转动是否灵活准确，水位井的土建工程是否符合要求，主要的设施和预埋、预留件是否齐全、牢固。
自收揽式水位计示意图
2、安装步骤
1）以WFX-Z型为例，在水位井盖板的中心位置打1个直径20mm孔，参见图6；
将仪器底板用4个M5×25螺栓固定在测井上方的平台上；
2）引出缆绳，连接浮子悬吊螺钉。
用手压住测缆，防止测缆从贮线槽中脱出，然后除去固定测缆用的胶带及软塞，将测缆的引出端穿过悬浮压线轮缝隙引向测轮的“V”型凹槽，按逆时针方向绕经测轮V形槽后，垂直向下，再穿过仪器底板过线和安装底板的过线孔，然后与浮子盖相连接；
3）上述步骤完成后，可用手沿顺时针方向转动贮线轮，直至将浮子悬吊螺钉拉至过线孔处为止，然后锁紧贮线轮的两个顶丝；
4）测缆牵引试验：
用手捏住测量缆，以（40－60）cm/min的速度沿垂直方向拉动测缆运动，使悬吊螺钉进入测井，拉出长度约为2－3米长，边拉边观察测缆是否有阻滞或松脱现象，如无松脱现象即属正常。
当牵引测缆运动时，测轮、贮线轮、卷扬轴均会随同旋转，并将重锤提升至一定高度。
然后再以（40－60）cm/min的速度慢慢放松测缆，此时～～测轮作顺时针方向旋转、贮线轮作逆时针方向旋转，慢慢将测缆收回贮线轮，直至将悬吊螺钉收回原位，不应有运动阻滞或测缆松脱现象。
如发现有运动阻滞或测缆松脱现象，应调整悬浮压线轮的位置，使测缆运动时，既无阻滞，又不松脱（注意：
作测缆牵引试验时，勿松开手中的测缆（或浮子盖），导致贮线轮高速旋转，使测缆脱离贮线轮。
）；
5）投放浮子，对水位：
实测测井的水位值可使用带有重锤和音响装置的刻度尺或其它有效的方法测定测井的实际水位值，并作记录。
a按照要求及测压管埋深和最大水位变幅计算测缆最大长度。
绕线轮中的测缆应能满足最低水位的测量要求；b松动锁紧贮线轮轴套的两个顶丝，并锁紧测轮轴套与编码器转轴的顶丝，使贮线轮可以绕重锤卷扬轴自由旋转，然后将浮子盖、密封胶垫与浮子连接，并且用手托住浮子，或者用手指捏住贮线轮不使浮子下沉；c将测量缆连同浮子投入测压水位管中，沿顺时针方向慢慢转动贮线轮，直至浮子抵达水位高度线；d在浮子大致悬垂于最高水位线高度线时，锁紧固定贮线轮的两个锁紧螺钉，然后慢慢释放贮线轮，使浮子以60cm/min的速度逐渐下沉，直至浮子浮于水面平衡位置时，浮子即会自动停止下沉，此时，浮子工作于高度的“工作区”位置。
在浮子下沉的过程中，重锤钢缆将逐步缠绕于贮线轮的卷扬轴上，并将重锤提升，当浮子不在下沉时，重锤将会稳定在某一高度上（注意：
投放浮子时，不可使浮子处于自由落体状态，否则会因浮子下降过快撞击测井或者产生脱缆现象；投放浮子时，如果有阻塞现象，应沿逆时针方向用手慢慢将浮子提出井口，并对井的内壁进行清理，然后，再重新投放浮子）；
6）校对水位：
给传感器通电，并松动测轮轴套的锁紧顶丝。
然后用手缓慢旋转编码器主轴（顺时针旋转时读数增加，逆时针旋转时读数减少），直至读数与实际水位高度的数值相同时为止，然后锁紧测轮的项丝。
校对水位即告完成；
7）采用RS485信号输出，信号线采用屏蔽双绞线2×0.5mm2，电源线采用2×1mm.应保持浮子水位计上的RS485分路器接口板供电电压在8～15DCV之间；采用格雷码输出时，信号线选用RVVP14×0.25mm2。
8）仪表安装前，需做仪表校验工作，确保仪表输出信号正确；并用兆欧表测量信号线的导通及绝缘程度；
9）连接水位计与遥测终端机。
对于国产YY-RTU-2000系列终端，按下终端机的测试键，并转动水位轮，查看人工置数器，检验报送水位是否与编码器的读数一致，报送水位是否连续。
第四章简易雨量计安装
由于安装方便，所以我们推荐使用南京水文所得简易雨量计，安装方便，结构简单。
4.1仪器结构及组成
JQH型雨量器由承雨器（下端有锥形导水管）、筒体、储水杯、专用雨量杯、安装架及筒盖等组成。
承雨器用于控制和收集降水量，器口材质为铝合金，口径按照国家标准为：
Ф200+0.60mm。
筒体（即外筒）用于确保在野外环境中仪器的正常工作。
储水杯为一容量为2000ml的广口杯，其所能承接的降水量最大为64mm。
储水杯内外可根据客户需求标注区域内预警雨量值。
专用雨量杯为一特制的带有刻度的玻璃量杯，其口径及分度与承雨器的口径成一定比例关系。
该量杯共有100分度，最大读取值为10mm降水量，每一分度值代表0.1mm降水量。
安装架用于筒体的安放和相对固定，其下端三脚成尖形，便于插入泥土；另外，三脚的上端各有一个孔，可用于进一步拉索固定，以增强安装架固定的可靠性。
筒盖用于无降水期或不使用仪器时对承雨器的保护。
4.2仪器结构及组成
一、仪器的安装、使用及维护
1．安装
雨量器应牢固地安置在比较空旷和平坦的地方，其周围不应有影响降水量观测的障碍物。
承雨器口应保持水平，距地面高约600mm。
2．降水观测和记录
a．每天按照规定的观测时间（一般为08时和20时）量取前12小时降水量。
应先换取储水杯，然后小心地将水倒入专用雨量杯内（必须倒净）；使量杯保持垂直，同时观测者视线应与水面齐平，并以水凹面为准，读得的数值即为降水量。
降水量大时，应分数次量取，求其总和。
最后做好相应记录并存档。
b．炎热、干燥的季节，为防止蒸发，降水停止后应及时进行观测。
c．降水较大时，应视降水情况增加观测次数，以免降水溢出，造成记录失真。
3．维护
a．经常保持雨量器清洁，每次巡视仪器时，应注意清除承雨器、储水杯内的昆虫、尘土、树叶等杂物。
b．定期检查雨量器的高度、水平，发现不符合要求时应及时纠正；若筒体有漏水现象，应及时修理或撤换。
c．避免碰撞承雨器的器口，以免造成变形，影响计量的准确性。
d．长期不使用时应移至室内，并盖上筒盖。
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