ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ
АВТОМАТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА УРОВНЯ ВОДЫ
ООО
«Водный горизонт» производит поставку, монтаж и обслуживание датчиков
гидростатического давления (уровня) / температуры /
электропроводимости (минерализации), автономных регистраторов данных и
передатчиков 2G...4G
/ LoRa, которые
применяются для ведения автономных наблюдений за состоянием подземных
и поверхностных вод в скважинах и на гидротехнических сооружениях
промышленных, добывающих, перерабатывающих, энергетических предприятий
и государственных сетей мониторинга.
Производитель
оборудования - швейцарский завод KELLER AG fur Druckmesstechnik (www.keller-druck.com) является разработчиком высокоточной
пьезорезистивной технологии измерения давления и крупным поставщиком
на рынке высокоточных датчиков гидростатического давления (уровня) и
автономных измерительных систем.
Автономные
регистраторы
данных серии DCX измеряют и регистрируют с заданными или
автоматически настраиваемыми интервалами абсолютное или избыточное
гидростатическое давление (уровень), температуру и электропроводимость
(минерализацию) воды, имеют типовые и заказные диапазоны измерения
уровня до 300 (опционально до 700) метров
водного столба и исполнения корпусов, мембраны и уплотнений из
материалов, пригодных для применения в морской воде и агрессивной
среде.
Малые
габариты (диаметр корпуса 22 и 16 мм), позволяющие устанавливать
датчики в
Питание датчика и
регистратора - от встроенной батареи в течение длительного
времени (до 7...10 лет и при низких температурах (от
-30..-40С)).
Возможность
совместной работа одного или нескольких регистраторов с автономным
модулем передачи данных по 2G...4G
/ LoRa.
Возможность измерения различных типов давления (в зависимости от условий ведения измерений):
- абсолютное (без компенсации
атмосферного давления), возможно для работы на глубине до 500м (в
версиях: DCX-22 с опцией SG (с кабелем через резьбовое присоединение к
датчику с классом защиты IP68)),
на глубине до 700м (в версиях: DCX-22 (без кабеля)),
применение
Опции SG даёт возможность избегать прекращение работы и
выход из строя датчика при сквозных повреждениях изоляции
кабеля, даёт возможность ремонтировать или заменять кабель
своими силами, как при выходе кабеля из строя, так и для
перемещении датчика в скважину другой глубины;
- избыточное (с компенсацией атмосферного давления через капилляр в кабеле датчика), для работы на глубине до 300м (в версиях: DCX-22 VG (с кабелем));
- разность давлений погружного датчика абсолютного давления и встроенного в регистратор данных датчика атмосферного давления, для работы на глубине до 10м (в версиях: DCX-22 AA (с кабелем)), применение при ведении измерений компенсации атмосферного давления такого типа даёт возможность исключить риск прекращения компенсации атмосферного давления в связи с возможной при эксплуатации кабеля его деформацией, или из-за попадания влаги в капилляр при затоплениии регистратора, а также при замерзании образующегося в капилляре конденсата из влажного воздуха, способного проникать через GORE-TEX мембрану при определённых условиях.
2. Датчик уровня, температуры и электропроводимости серии 36 с регистратором данных ARC-1.
Цифровые (RS-485, SDI-12) погружные датчики абсолютного или
избыточного гидростатического давления (уровня), температуры и
опционально электропроводимости
(минерализации) предназначены для работы с автономными модулями
регистрации и передачи данных ARC-1, имеют типовые и
заказные диапазоны измерения уровня до 300
(опционально до 500) метров водного столба и исполнения корпусов,
измерительной мембраны и уплотнений из материалов, пригодных для
применения в воде и агрессивных (солёных и кислых) средах.
- пакетная передача данных 2G...4G / LoRa через серверы POP3/SMTP/FTP в формате BASE64 или PLAIN TEXT.
Программное
- по GSM через текстовые сообщения SMS в формате PLAIN TEXT или через голосовой канал V.32 / V.110.
Программное
обеспечение Келлер, локально черз COM-порт подключаясь к принимающему
модему
- пакетная
передача данных LoRa
863 МГц с дальностью передачи до 5-8 км на локальный приёмный шлюз с
представлением данных через 2G...4G/WiFi/Ethernet по POP3/SMTP/FTP в
формате PLAIN TEXT.
Программное обеспечение
Келлер, подключаясь к серверу POP3/FTP, по
TCP/IP, производит чтение сообщений с измерениями,
преобразование текста сообщений из кодировки base64 в
формализованный текст с явными для пользователя значениями, копирование этого текста в базу данных
MySQL, делает выгрузки измерений из базы
данных в таблицы и графики.
Важные характеристики и преимущества:
- малые габариты (диаметр корпуса датчика 22 и 16 мм, модуля регистрации и передачи – 48 мм);
- малая
основная максимально допустимая погрешность измерения уровня (0,02%)
, малая суммарная (с
учётом температурной) погрешность измерения (0,05%),высокая разрешающая способность
и долговременная
стабильность;
- ввиду применению способа компенсации атмосферного давления через встроенный в регистратор данных датчик атмосферного давления, измерение относительного (компенсированного) гидростатического давления (уровня) может производиться без применения капилляра в кабеле погружного датчика, что позволяет снизить его цену, повысить удобство в эксплуатации и ремонтопригодность, исключить риск прекращения компенсации атмосферного давления из-за попадания воды в случае затоплениия регистратора или из-за замерзания конденсата в капилляре;
-
опционально датчики комплектуются разъёмным присоединением кабеля к
датчику и защитой от электрического
разряда;
-
низкое энергопотребление (питание датчика 3,2 в / 6 мА, питание регистратора и передатчика 3,5...3,9 в);
- высокая ёмкость, качественные температурные характеристики по току и напряжению встроенного в модуль ARC-1 источника питания обеспечивают длительное (до 10 лет при ежесуточной передаче данных) и бесперебойное снабжение датчика и модуля регистрации и передачи данных;
- ток питания внешних устройств (датчиков)
– до 100 мА;
-
возможность подключения до 5 цифровых датчиков
уровня/температуры/электропроводимости;
- передача регистратором ARC-1 сообщений с ёмким и открытым протоколом непосредственно через быстрые и широко распространённые POP3/SMTP/FTP серверы обеспечивает возможность передачи данных из мест со слабым качеством связи 2G...4G, а также представления данных в любые системы сбора данных непосредственно с POP3/FTP серверов, без помощи определённого ПО (возможна разработка собственного ПО для работы оборудования с локальными системами сбора данных);
-программное обеспечение Келлер является свободно распространяемым, регулярно обновляется.
Опыт
эксплуатации на предприятиях автономных датчиков Келлер для
мониторинга уровня воды
Добывающие предприятия
Норильский
никель производит
технологическое тестирование, бурение геомеханических и гидрогеологических скважин, а
также мониторинг уровня и температуры подземных и грунтовых вод на
месторождениях открытого и шахтного типа по добыче нерудных полезных
ископаемых и драгоценных металлов в Норильской области России. Средняя
температура воздуха зимой составляет -31°С (доходит до -45°С).
По окончании тестовых
фильтрационных работ и гидрогеологических изысканий заказчик
оборудовал 14 водных скважин датчиками гидростатического давления
(уровня) и температуры с автономным регистратором данных DCX-22SG
для мониторинга уровня и температуры подземных вод, находящихся под
слоем многолетней мерзлоты на глубине 400-500м.
Датчики установлены в зоне
фильтров скважины диаметром 33-40 мм. Кабель
датчика проходит через весь ствол скважины.
Верхняя часть колонны находится в
зоне многолетней мерзлоты.
После установки металлических
колон внутри них были установлены оголовки для защиты систем
мониторинга уровня воды и доступа для подключения к датчикам для их
программирования и считывания данных.
Параметры подмерзлотного
водоносного слоя определены в соответствии с
результатами мониторинга уровня и температуры подземных вод. Эти
результаты также помогают выяснить параметры фильтрации и ёмкости
массива.
В целях
автоматизации сбора данных скважины, в том числе кустовые,
оборудованы модулями ARC-1 для автономной передачи данных по 2G...4G
связи.
Архангельскгеолдобыча оборудовала сеть мониторинга уровня и температуры подземных вод на открытом карьере алмазного месторождения им. Гриба в Мезенском районе Архангельской области России. Средняя температура зимой составляет -25°С (до -40°С).
Предприятие ведёт мониторинг уровня и температуры подземных вод на территории вокруг карьера в радиусе около 5 км в приблизительно 80 скважинах глубиной 20-270 метров. Скважины оборудованы системами мониторинга на базе датчиков PAA-36XW и автономных модулей ARC-1 (GSM-2) для автоматической регистрации измерений и отправки их по GSM. Применение автоматического мониторинга позволяет предприятию освобождать спецтехнику и квалифицированный персонал при ведении мониторинга на удалённых и труднодоступных участках сети.
Кустовые скважины оборудованы
единым для каждого куста модулем ARC-1
для регистрации и передачи измерений по GSM со всех датчиков куста. Таким
образом мониторинг на 80 скважинах ведётся всего лишь 60 модулями ARC-1, что привело к снижению стоимости оборудования
на 15%, а также к сокращению затрат на сотовую связь и обслуживание
оборудования.
Батарея модуля ARC-1
способна без замены обеспечить эффективное питание
нескольких (до 5 штук) цифровых энергоэффективныъ датчиков
(потребление питаниея 3,2в 6мА), а также регистрацию и передачу по GSM
данных в течение нескольких лет (до 7-10 лет) в режиме 1 раз в сутки, при низкой температуре
атмосферного воздуха (-25..-35°C)
и нестабильном или слабом сигнале сотовой связи.
Севералмаз (АК Алроса)
ведёт мониторинг уровня и температуры
подземных вод на алмазном месторождении открытого типа им. Ломоносова
в Архангельской. Средняя
температура зимой составляет -25°С (до -40°С).
Понижение
уровня грунтовых вод производится на карьере через сеть водопонижающих
скважин, пробуренных по периметру карьера.
Несколько десятков скважин глубиной
около 200м оборудованы регистраторами уровня и температуры DCX-16VG.
Эти датчики оказались востребованными на водопонижающих скважинах, поскольку обладают одновременно малыми габаритами (диаметр датчика 16мм), позволяющими устанавливать их в тонкие пьезометрические трубки (DN 17мм), применяемые в эксплуатационных скважинах небольшого диаметра, а также низкой погрешностью измерения, позволяющей вести точные измерения уровня на глубине около 200м.
Отделение
крупной
золотодобывающей компании, расположенное в Казахстане, ведёт
мониторинг уровня подземных вод для предупреждения выхода агрессивных
сред, применяемых при разработке карьера, в водоносные горизонты
экосистемы. Также приедприятие ведёт мониторинг уровня грунтовых вод в
16 пьезометрах на хвостохранилище
с целью предупреждения выхода агрессивной (кислотной) среды в
грунтовые воды с помощью датчиков уровня PAA-36XW и автономных
регистраторов данных ARC-1 (GSM-2) с
передачей по GSM. Датчики выполнены в титановом корпусе и оснащены
тефлоновым кабелем, устойчивым к агрессивной среде.
Предприятие в Магаданском крае
занимается добычей россыпного золота открытым способом и ведёт
водопонижение в карьере и мониторинг уровня подземных вод. Температура
воздуха в месте добычи падает до -50°С.
Измерения уровня подземных вод на предприятии усложнены наличием
водопроводящих трещин в геологических слоях и пристутствием сложной
геологической структуры, что приводит к необходимости ведения
мониторинга в нескольких горизонтах подземных вод с различными
условиями их взаимодействия.
Водопонижающие и мониторинговые
скважины имеют глубину до 500 м и проходят через слои многолетней
мерзлоты, в связи с чем в скважинах присутствуют ледяные пробки
протяжённостью до сотен метров. Это обстоятельство требует при
проведении мониторинга уровня подземных вод отказаться от применения
капилляра в кабеле датчика для компенсации автмосферного давления.
Предприятие применяет датчики DCX-22SG абсолютного давления с кабелем
без капилляра, а также и датчики DCX-22 Baro для компенсации влияния
атмосферного давления при ведении измерений уровня некомпенсированными
датчиками DCX-22SG. На участках, оборудованных сотовой связью,
предприятие ведёт мониторинг уровня с помощью автономных регистраторов
и GSM-передатчиков данных ARC-1 (GSM-2) со встроенными датчиками
атмосферного давления, необходимыми для компенсации атмосферного
давления при измерении уровня воды с помощью подключенных к ARC-1
(GSM-2)
погружных датчиков абсолютного давления с кабелем
без капилляра, без потери точности измерения.
Гидрологический
мониторинг
Подразделения Росгидромета
применяют продукцию Келлер для решений задач гидрологического
мониторинга на водных объектах.
Пользователя привлекает
стабильность работы модулей ARC-1 (GSM-2) при отсутствии необходимости
обслуживания. Значимую роль играет и высокая точность измерений при
прозрачном принципе передачи данных, позволяющем пользователю легко
контролировать путь прохождения данных и обеспечивать их безопасность
и конфиденциальность.
В связи с необходимостью
производства наблюдений на водных объектах с высокой скрытностью установки и защищённостью
оборудования от несанкционированного доступа, малые габариты и
прочность конструкции оборудования помогают качественно решать такие
задачи.
Зачастую, модули ARC-1 устанавливаются в гидрологических будках, построенных в непосредственной близости от места ведения мониторинга уровня, и оснащаются датчиками жидких осадков.
Северное УГМС
С
2014 года предприятие применяет регистраторы ARC-1
(GSM-2) с
датчиками PAA-36XW
в Архангельской и Вологодской областях для ведения мониторинга уровня
воды на гидрологической сети предприятия. Модули ARC-1
установлены в металлические будки и оснащены датчиками жидких осадков
и фоторегистраторами.
Также
ввиду
малых габаритов модулей ARC-1 они установлены в мачтах.
Комплексы работают при температурах окружающего воздуха зимой до -35С в режиме измерения 1 раз в 15-60 мин и передачи данных по GSM один раз в 1-12 часов. Пользователь вспоминает о том, что у него установлено оборудование на этих гидрологических постах примерно 1 раз в 2-7 лет, поскольку именно таков срок службы элементов питания ARC-1 при данных режимах эксплуатации. В остальном модули ARC-1 и датчиках гидростатического давления (уровня) PAA-36XW, не требуют обслуживания.
Среднесибирское УГМС.
В октябре 2017 была завершена
поставка 12 модулей ARC-1 (GSM-2) с датчиками PAA-36XW в Сибирский
федеральный округ.
Температура воздуха зимой иногда снижается до -35..-40 С. Режим работы
модулей ARC-1 измерения 1 раз в час и передачи данных по GSM
два раза в сутки.
Исходя из требований зпщиты,
модули ARC-1 помещены в металлические контейнеры, с
защитными конструкциями, оснащены автономной системой видеонаблюдения.
Центрально-Чернозёмное УГМС
В
ноябре 2017 была завершена поставка 4 модулей ARC-1 (GSM-2) с
датчиками PAA-36XW в Центральный федеральный округа. Температура
воздуха зимой достигает -25С. Расчётный срок службы батарей модулей
GSM-2 составляет для этих постов 5-7 лет.
Проектированием
гидрологических постов предусмотрен мачтовый тип установки модулей
ARC-1 (GSM-2). При такой установке модуль ввиду своих малых габаритов
устанавливается внутри верхней части мачты, выполненной из трубы
диаметром 57мм (2 дюйма), благодаря чему, остаётся незаметным снаружи
и находится в безопасности при паводках.
ООО «Водный
горизонт»
адрес
194044, г.
Санкт-Петербург, ул. Комиссара Смирнова, д. 15
телефон
(812)2957446, (812)2945174
эл.
почта
office@waterhorizon.ru