Компьютерная система с автономными интеллектуальными датчиками для контроля поверхностных и подземных вод (ППВ)

Для цифровой регистрации измерительной информации в реках (особенно вне гидропостов) и др. поверхностных водоемах, а также в гидрогеологических скважинах режимной сети Украины, предлагается компьютерная система, построенная на базе автономных интеллектуальных датчиков (ИД), которые объединяются в систему с помощью GSM сети мобильного оператора и сервера.

Интеллектуальный датчик позволяет контролировать целую группу физико-механических и химических величин, которые измеряются “по месту” и поставляются на основе Технических требований Заказчика. В базовом варианте системы предусмотрено измерение уровня и температуры воды, атмосферного давления и температуры.

Автономные интеллектуальные датчики отвечают ряду специфических требований: длительный необслуживаемый режим работы, высокая надежность, стабильность метрологических характеристик в течение длительных интервалов времени, устойчивость к воздействию внутренних и внешних помех и сбоев, минимальное энергопотребление, обработка и хранение больших объемов входных данных, работа при воздействии тяжелых механических и климатических факторов, ограниченные габариты и вес, приемлемая стоимость.

Имеется опыт по использованию интеллектуальных датчиков в Украине на острове Змеиный для цифровой регистрации уровня воды, минерализации воды и температуры в гидрогеологических скважинах, а также атмосферного давления и температуры воздуха, измеряемых синхронно, в течении шести лет.

Базовый состав системы

Система состоит из аппаратных и про­граммных средств. В состав аппаратных средств входят: интеллектуальный датчик (рис.1; рис.2) персональный компьютер, модемы мобильной связи (стандартный) и специальный полевой в герметичном нержавеющем компактном корпусе. В состав программного обеспечения входят программная оболочка (интерфейс пользователя), прикладная программа и база данных, наполняемая через мобильную связь.

Главные технические характеристики системы:

  • диапазоны измерения уровня воды: 0…1м, 0…10м, 0…50м, 0…100м. Точность измерения уровня воды 0.05% полной шкалы.
  • диапазон компенсированного измерения температуры воды: от точки замерзания до 80 °C. Точность измерения температуры воды – ±0.1 °C, разрешение ±0.01°C;
  • диапазоны измерения минерализации воды через електропроводность в интервале от 0 до 80 милиS/см. Точность измерения ±1% ; разрешение 0.1%.
  • атмосферное давление и температура воздуха измеряются согласно требованиям.

Количество ИД в составе системы – не ограничивается. Режим работы – круглосуточный. Обеспечивается защита даных и программ от несанкционированного доступа.

Размеры и вес ИД зависят от модификации и, как правило, диметр корпуса равен 2.5 см, длина корпуса от 10 до 20см. Материал корпуса ИД стальной нержавеющий или керамический.

Енергонезависимая память данных от 16000 до 48000 измерений по параметру (после считывания данных по мобильной связи память ИД освобождается для записи новых данных).

Интервалы измерения от 0.5 c до 99 часов. Система позволяет оперативно через мобильную связь перепрограмировать интервалы измерения.

Температурный диапазон експлуатации ИД: -20 °C – +80 °C.
Источник питания ИД обеспечивает его непрерывную работу от 8 до 10 лет (в зависимости от частоты опроса).

Управление ИД дистанционно позволяет применить их для своевременного выявления, контроля и прогнозирования разного рода опасных явлений (паводков, подтопления территорий и обьектов, загрязнений ППВ, оползней, опасных деформаций и пр.).

Цена на компьютерну систему и ее инсталяцию по месту, определяются на основе Технических требований Заказчика. Техническое задание на систему подготавливается на первом етапе выполнения договора и утверждается Заказчиком, в котором также определены сроки виполнения работы. Исполнитель имеет лицензию на проведение работ по мониторингу. Система сдается Заказчику «под ключ».

Рис. 1. Интеллектуальный датчик уровня и температуры поверхностных вод

Рис. 1. Интеллектуальный датчик уровня и температуры поверхностных
вод в прямоугольном трубчатом корпусе.

Рис. 2. Интеллектуальный датчик уровня и температуры подземных вод.

Рис. 2. Интеллектуальный датчик уровня и температуры подземных вод.