无线压力传感器,为水塔水位监测保驾护航
2018-08-10 07:53:36   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

如今很多小区在用水高峰期或停电期间都通过水塔来供水。通常,压力传感器安装在水塔的水箱中,通过测量水压来确定水位。同时,压力传感器也可放置在抽水泵和排水泵上来监测水压。

麦姆斯咨询报道,如今很多小区在用水高峰期或停电期间都通过水塔来供水。为保持足够的压力,这些水塔刻意建地比较高,然后靠重力通过水泵配电网向每个家庭供水。

由于日常住宅的水压要求在0.31~0.55MPa之间,所以水塔的平均高度必须在50米左右才能提供0.34~0.41MPa的压力。这就要求市政局必须时时监测供水系统,以确保适当的水压和水位。水压控制至关重要,不论是过高或过低,都可能导致系统运行效率低下或供水泵的损坏。

通常,压力传感器安装在水塔的水箱中,通过测量水压来确定水位。同时,压力传感器也可放置在抽水泵和排水泵上来监测水压。

通过远程传感器控制系统,操作员无需爬上水塔或前往不同地方读取压力传感器监测仪表,信息会直接输入到计算机进行分析。然而,供水系统的运行环境却不利于有线监测系统的实施。

当在外部环境运行时,有线系统容易受到雷击和接地故障的影响,其传感器及连接的设备就会遭到破坏。同时,对于有线系统来说,电压也是一个问题,因为国外水箱通常只能提供120V的交流电压。再加上有线系统还要求每个传感器都连接回控制器并连接到端口上,由于水塔高度的原因,硬连线传感器的维护费用非常高。

无线传感和监控,为水塔运行保驾护航

无线远程监控系统的架构类似于有线系统,通过使用“空中电线”代替电缆来测量水塔的水压并传输到远程位置。无线遥测系统由众多终端节点组成,包括为传感器供电的无线电,该系统可以测量传输到网关的压力。由电池供电,终端节点解决了无电源或电源不稳定的区域使用传感器的这一难题。

作为接收测量数据的中心枢纽,网关以Modbus格式存储最近的传感器数据,以便可编程逻辑控制器(PLC)通过控制中心或互联网连接进行访问。网关可以物理连接到PLC、数据采集与监视控制系统(SCADA)、分布式控制系统(DCS),或使用蜂窝调制解调器进行无线连接。不需要2.4GHz的无线网络,而只需使用900MHz,无线网络可以在不同的地形、结构和天气情况下提供强大的数据传输,并可在恶劣的环境条件下运行多年。由于节点和其他组件没有物理连线,无线系统降低了因雷击或接地故障而导致的风险,但有线系统却不能幸免遇难。

图1展示了无线远程传感器系统在水塔配水系统中的工作配置。集成的传感器节点(见图2)包括压力传感器、无线节点和本质安全型内置电池,将其安装在水塔和水泵上,用于监测水位和水压。无需专门购买压力传感器和无线节点,这些集成的传感器节点就可以作为管道、有线传感器和其他压力传感器解决方案的经济型替代品。

无线远程传感器系统在配水系统中的工作配置

图1:无线远程传感器系统在配水系统中的工作配置

在无线监控网络中,多达240个集成传感器节点分布在不同地点提供反馈,以验证水位,并确保系统有足够的压力向用户供水。数据发送到网关后,网关再以各种格式传输这些数据,例如4~20mA或Modbus的格式。通过接口模块添加以太网(Ethernet)连接,网关成为了局域网(LAN)和Wi-Fi网络的一部分,或与蜂窝调制解调器连接,将信息传递给笔记本电脑或智能手机。维护人员可以通过监控智能手机、电脑或指挥中心的水位,使调度总站的操作员可以在业务智能仪表盘上查看运行状态。

如图2所示,Pressure Scout无线压力传送器集合了无线电、压力传感器和有内置电池的本质安全电路,可作为管道、有线和其他压力传感器解决方案的经济型替代品。该遥测系统可为无线的工业应用领域提供易用和可靠的压力测量。

Pressure Scout无线压力传送器

图2:Pressure Scout无线压力传送器

延伸阅读:

《MEMS压力传感器市场和技术-2018版》

《MEMS压力传感器对比分析-2018版》

《Melexis绝对压力传感器:MLX91802》

《全球最小MEMS气压传感器:意法半导体LPS22HB》

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