三峡工程明渠截流中的水位自动测报系统(1)程(2)

3、 设备的选型

　　该系统从原形观测数据采样、数据处理、数据传输通信模式、测站及中心的设备等都是通过精心设计和选择，系统及所有设备都具有兼容性、可扩充性。

3.1  水位自记仪

　　根椐三峡坝区的地形及环境条件、水流条件，以及根据水位自记仪的适应性能及便于仪器安装、维护和迁移的特点，所有水位仪器设备全部选用压阻式水位自记仪。 

　　水位计测量原理是：被测水位在固定（高程、位置）的压力传感器感压膜片上形成相应的水压强，由压力传感器的感压膜片感生出相应电压，经传感器内部的v/a变送器，压力传感器中同时测出水温并自动补偿，输出不受水温、大气压强等因素影响的4—20ma的水位模拟信号，由双芯屏蔽电缆连接到水位仪输入端，经a/d转换，单片机进行去伪、除波等处理得出所测的水位。再进行显示、存储、传输等。工作原理框图如图3。

图2   三峡水位自动测报系统设备构成及水情信息流程框图

水位仪主要功能：能定时自动测量（5～60分钟可设）、自动定时发报、固态存储、显示、键盘操作、时间、水位、测量间隔、数字电台电源控制及发报段次等参数的修改、控制中心遥控、水位查询和传输等。

表2                     压阻式水位仪主要技术指标

　　压力传感器选用中美麦克传感器有限公司和先行测控系统有限公司的产品。

3.2  数据传输无线电台

　　数据传输无线电台是测控中心与野外测站数据通讯的唯一手段，也是决定系统功能的重要因素。本系统的固迪通信（grandcomm）数字电台，是经过国内外多种型号的反复比较，综合各种因素考核后确定的。这种电台功能较全，工作稳定性能较好，可长时间连续发射（30分钟以上），价格合理。一般情况下已经能够满足本系统的要求。

3.3  系统及测站电源

各水位自动测报站均在施工区，外接交流电源无保障，并且要求测站设备在野外不间断运行。使用交流电源还易引入雷击。所以本系统野外测站均采用80w太阳能电源，浮充100ah 12v 免维护蓄电池；中心控制站使用100ah 12v 免维护蓄电池，交流稳压充电。

表3                      电台主要参数表

3.4  水情中心设备

　　中心控制站设备有数字电台、计算机及电源等。中心控制站是由三峡水位自动测报系统中心控制软件来实现水位自动接收、数据文件自动生成及存储、水位自动测报站远程参数修改、水位数据遥测及遥传等功能。

3.5  避雷设施

　　三峡坝区是一多雷区，防雷问题直接关系到测报站设备安全。测报站防雷分为测报站室外防雷、天线防雷、设备屏蔽接地、接地网等。设计防雷接地网接地电阻≤10ω，设备接地网接地电阻≤4ω。

　　测报站室外防雷，采用的避雷针引雷接地，本系统中避雷针塔、天线塔、太阳能电源架做成三合一体的塔架结构形式，塔架与防雷接地网相焊接，形成良好的等电位体，以达到防雷效果。

　　数字电台天线防雷，通过串接在天线馈线上的日本产低损耗同轴避雷器过电压对地放电而实现的防雷。

　　设备接地是将测报站所有设备外壳均相互连接，使设备的外屏蔽形成一等电位体，最后通过一点接入设备接地网。

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