aparat pentru mĂsurarea Şi monitorizarea ...incdmtm.ro/sedcontrol/documente/manual de...

POSSCCE - Axa prioritară 2 - 2009 -2, Operațiunea 2.1.2

Ctr. 131 / 04.06.2010 - Proiect: SEDCONTROL

1

+

-SEDCONTROL-

APARAT PENTRU MĂSURAREA ŞI MONITORIZAREA

HIDRODINAMICII SEDIMENTELOR

MANUAL DE PREZENTARE ȘSI UTILIZARE



2



3

MANUAL DE PREZENTARE SI UTILIZARE

a produsului

model SEDCONTROL 347.01 - Varianta fixa

şi

model SEDCONTROL 347.02 - Varianta mobila

Cuprins

1 INTRODUCERE ....................................................................................................................................... 4



4

2 DESCRIERE GENERALĂ ....................................................................................................................... 5

2.1 Varianta fixa - SEDCONTROL 347.01. ........................................................................................ 6

2.1.1 Modulul subacvatic........................................................................................................................ 7

2.1.2 Modulul plutitor ........................................................................................................................... 11

2.2.3 Cablul de ancorare ....................................................................................................................... 12

2.2.4 Modulul de recepţie date ............................................................................................................. 12

2.3 Varianta mobila - SEDCONTROL 347.02 .................................................................................. 13

2.3.1 Modulul plutitor ........................................................................................................................... 14

2.3.2 Modul de recepţie date ................................................................................................................ 15

3 Arhitectura sistemului.......................................................................................................................... 15

5 CARACTERISTICI TEHNICE PRINCIPALE .................................................................................. 17

6. MODUL DE UTILIZARE .................................................................................................................. 18

6.1 Sistemul de măsurare a distanţei ..................................................................................................... 18

6.1.1 Listă componente ......................................................................................................................... 18

6.1.2 Instalarea senzorului ................................................................................................................... 18

6.1.3 Funcţionarea sistemului ............................................................................................................... 18

6.2 Sistemul de măsurare a turbidităţii, presiunii şi temperaturii ...................................................... 19

6.2.1 Listă componente ........................................................................................................................ 19

6.2.2 Setare și ințializare AQUAlogger TYPT10 ................................................................................ 20

6.2.3 Instalare AQUAlogger TYPT10 .................................................................................................. 26

6.2.4 Obținerea datelor în timp real cu ajutorul programului AQUAlogger NMEA ............................ 26

6.3 Funcționarea sistemului SEDCONTROL ca ansamblu de măsurare. Softul aplicativ ................... 26

7 DOMENIU DE UTILIZARE ................................................................................................................. 30

8. TESTARE IN SITU - PITEȘTI, ARGEȘ ................................................................................................... 31

1 INTRODUCERE

Ultimele estimari pe plan mondial a fenomenelor provocate de sedimentarea lacurilor de acumulare

a apei, arata o pierdere a volumului util de acumulare de aproximativ 1% in fiecare an. O consecinta

directa este faptul ca in scurt timp capacitatea globala de acumulare a apei in lacurile de acumulare

cu folosinte multiple se va reduce in curind cu 50% provocind efecte economice majore in paralel

cu impact negativ semnificativ asupra mediului. Mai mult, datorita faptului ca schimbarea



5

climatului este deja vizibila in mai mute parti ale globului, pierderea capacitatii nete de stocare a

apei datorita sedimentarii rezervoarelor este si mai mult accentuata. O recenta estimare a bancii

mondiale arata ca 1.3 miliarade de USD sunt necesari in foiecare an pentru mentineresa capacitatii

de stocare a apei la nivel mondial. Romania nu face exceptie din aceasta ecuatie. Majoritatea

acumularilor de apa situate in diverse bazine hidrografice din Romania, prezinta colmatari

accentuate ale acumularilor implementate in utimii 30 - 40 de ani in paralel cu efectele accentuate

de eroziune sau depuneri necontrolate de sedimente in diverse sectiuni ale unor râuri.

Procesul de eroziune sau de sedimentare in lacuri si riuri este evident unul dintre procesele cele mai

complicate din mecanica fluidelor. Cantitatea de sedimnete depuse in acumlarile de apa pot fi

estimate cantitativ si calitativ folosind metode empirice clasice sau metode matematice moderne.

Desi metodele emirice sunt inca folosite, datorita progresului tehnologic, metodele matematice

moderne sunt din ce in ce mai mult folosite pentru simularea efectelor procesului de erosiune

/sedimentare in timp, atit in râuri cit si in rezervoare. Elaborarea acestor metode a fost posibila insa

prin simplificarea fenomenului fizic si prin acceparea unor ipoteze simplficatoare. Acest fapt

implica insa si necsitatea calibrarii si verificarii rezultatelor obtinute prin masuratori in situ.

Evaluare in timp a procesului se colmatare a lacurilor de acumulare este intotdeauna obiectiv

orientata pentru a satisface obiective si cerinte clar definite si identificate de planificarea,

proiectarea si exploatarea sistemului resurselor de apa. Problemele legate sedimentarea

rezervoarelor nu sunt legate numai de estimarea volumetrica a volumului de depuneri dar trebuie sa

descrie in acelasi timp si calitativ procesul de depunere precum si modul in care sunt transporate

sedimentele in zona rezervorului si distributia locala a sedimenlor ca o consecinta a factorilor

externi si interni.

In concluzie, evaluarea corecta a depunerilor de sedimente, urmarirea in timp real a formarii

depositelor, identificarea corecta a factorilor care influenteaza procesul de sedimentare in scopul

calcularii corecte a duratei de viata a unei acumulari precum si elaborarea rapida a masurilor

manageriale de exploatare sunt de o importanta cruciala. Elaboarea unor aparate de masura si

control intelgente capabile de a transmite informatii in timp real legate de procesul de formare a

depositelor de aluviuni sunt in momentul actual o problema capitala care implica comunitatea

stiintifica la nivel global.

Proiectaea si realizare aparatului/sistemului SEDCONTROL de catre o echipa de cercetatori din

INCDMTM, se inscrie in aceasa directie de cercetare si dezvoltare si contribuie in mod direct la

dezvoltarea mai departe a acstui domeniu.

2 DESCRIERE GENERALĂ

Sistemul de măsurare si monitorizare SEDCONTROL este compus din doua module principale - un

modul fix plasat pe fundul albiei sau al rezervorului si un modul plutitor mobil - care pot fi folosite



6

in diferite variante datorita felxibiltatii sistemului. O descriere detaliată este prezentată în capitolul

următor. Principalele variante de utilzare sunt:

- Varianta fixa (SEDCONTROL 347.01) este formata din modulul fix si mdulul mobil care sunt

intercconectate si la care senzorii sunt fixaţi pe un modul subacvatic plasat pe fundul lacului.

Aceasta varianta este proiectata pentru a se folosi intr-o sectiune sensitiva a lacului ca de exemplu

in apropierea golirilor de fund sau a prizelor de apa localizate in baraj. Sistemul SEDCONTROL va

transmite date in timp real legate de cresterea niveluui depozitului de sedimente si continutul de

sedimente (turbiditatea) in sectiunea de observatie selelectata, sau poate trimite semnale de alarmă

atunci când nivelul de sedimente atinge un nivel prescris initial şi solicita deschiderea de urgenta a

golirilor barajului pentru splarea sedimentelor acumulate.

In acest fel regulile de explopatare a lacului pot fi ajustate/elaborate conform datelor reale si

corecte.

- Varianata mobila (SEDCONTROL 347.02), care foloseste numai modulul mobil si la care senzorii

sunt fixaţi pe un modul plutitor.

Sistemul permite ridicarea rapida a profilului transversal al unei sectiuni din râu sau un rezervor in

urma unor evenimente hidrologice deosebite si transmiterea în timp real a rezultatele inregistrate.

2.1 Varianta fixa - SEDCONTROL 347.01.

Sistemul este prezentat în fig. 2 si este compus din urmatoarele sub ansamble:



7

Fig. 2 SEDCONTROL 347.01

SEDCONTROL- Varaianta fixa:

- modul subacvatic - poz. 1

- cablu ancorare - poz. 2

- modul plutitor - poz. 3

- modul de recepţie date - poz. 4

2.1.1 Modulul subacvatic

Pe modulul subacvatic (fig. 3) se fixează toţi senzorii de măsurare ai parametrilor hidrodinamici,

precum şi un modul electronic destinat alimentării şi achiziţiei de date de la o parte dintre aceştia,

după cum se va descrie în continuare; este compus din:

- cadru - poz. 1

- element ancorare - poz. 2

- senzor ultrasonic de distanţă - poz. 3

- senzor complex de turbiditate, presiune şi temperatură - poz. 4

- emitor ultrasonic - 3 bucăţi - poz. 5

- array de receptori ultrasonici - 3 bucăţi - poz. 6

- modul electronic subacvatic - poz. 7



8

Fig. 3 Modulul subacvatic

Pe modulul subacvatic (fig. 3) se fixează toţi senzorii de măsurare ai parametrilor hidrodinamici,

precum şi un modul electronic destinat alimentării şi achiziţiei de date de la o parte dintre aceştia,

după cum se va descrie în continuare; este compus din:

- cadru - poz. 1


- senzor ultrasonic de distanţă - poz. 3

- senzor complex de turbiditate, presiune şi temperatură - poz. 4

- emitor ultrasonic - 3 bucăţi - poz. 5

- array de receptori ultrasonici - 3 bucăţi - poz. 6

- modul electronic subacvatic - poz. 7

Cadrul 1 este realizat din profile de aluminiu tip Bosch, asigură susţinerea senzorilor în poziţiile şi

orientările dorite şi este montat solidar pe elementul de ancorare 2, care este destinat fixării ferme

într-o anumită poziţie pe fundul lacului.

Pentru evaluarea procesului de depunere în timp a sedimentelor se utilizează un senzor ultrasonic

de distanţă 3 orientat vertical în jos şi care este montat pe un braţ orizontal la o anumită distanţă

faţă de punctul de ancorare pentru a diminua perturbaţiile în înălţimea patului de sedimente

introduse de sistemul de măsurare; senzorul ultrasonic se bazează pe un cristal piezoelectric care

excitat electric într-un anumit fel, emite o undă acustică în domeniul ultrasonic; această undă este

reflectată de patul de sedimente şi întâlneşte după un anumit timp cristalul piezoelectric, producând

un semnal electric; cunoscând viteza de propagare a undei în apă, se determină distanţa dintre

elementul ultrasonic fix şi patul de sedimente, rezultând evoluţia acestuia în timp; în acest caz,

elementul ultrasonic este de tip emitor-receptor; rezoluţia de măsurare a acestui subsistem este

limitată de lungimea de undă emisă, deci depinde de frecvenţa de lucru; el funcţionează optim în

cazul unui pat de sedimente ferm, de tip nisip - pietriş, cu o bună reflectivitate.



9

Senzorul ultrasonic utilizat este de tipul TC2024 produs de firma RESON din Danemarca (fig.4),

are directivitatea frontului de undă ca în fig. 5 şi prezintă sensibilitatea la recepţie ca în diagrama

din fig. 6:

Fig. 4: Senzorul ultrasonic de

distanţă TC2024

Fig. 5: Directivitatea frontului

de undă

Fig. 6: Sensibilitatea la recepţie

Senzorul complex de turbiditate, presiune şi temperatură 4 (fig. 7) este de tipul AQUAlogger

210TYPT10 produs de firma AQUATEC din Marea Britanie şi conţine trei senzori: de turbiditate,

temperatură şi presiune; este destinat în principal măsurării turbidităţii apei în râuri şi lacuri de

acumulare; suplimentar este dotat cu un senzor de măsurare a temperaturii în apă şi cu unul pentru

măsurarea presiunii hidrostatice. În carcasa comună se află şi partea de alimentare şi de

condiţionare semnal, conversie analog digitală şi un dispozitiv de memorare a datelor; este însoţit

de un software de prelucrare, interpretatre şi prezentare a datelor.

Fig. 7: Senzorul complex de turbiditate, presiune şi temperatură AQUAlogger 210TYPT10

În cazul în care sedimentele sunt mai puţin de tip nisip şi predomină cele de tip mâl, materiale

organice, etc., stratul depus are o mai slabă reflectivitate în raport cu fascicolul ultrasonic emis de

senzorul 3, motiv pentru care s-a optat pentru dotarea sistemului SEDCONTROL cu un sistem

complementar de evaluare a depunerilor de sedimente. Acesta constă într-un emitor ultrasonic 5



10

(fig.8), plasat faţă în faţă cu un - array (grup) de 24 receptori ultrasonici 6, (fig. 9) dispuşi liniar

pe verticală la o distanţă de 16,5 mm şi la o distanţă de cca. 850 mm faţă de emitor.

Fig. 8 Emitor ultrasonic

Fig. 9 Array de receptori ultrasonici

Atât emitorul, cât şi receptorul au în componenţă cristale piezoelectrice cu o frecvenţă proprie de

cca. 217 kHz. Cele aflate în emitor sunt excitate cu impulsuri de tensiune de 1000 V cu ajutorul

unui controler aflat în modulul electronic subacvatic 7 şi emit un fascicol de unde ultrasonice care

ajunge la suprafaţa receptorilor şi determină producerea unui semnal electric la bornele cristalului

piezoelectric, care este preamplificat într-un circuit aflat în carcasa fiecărui receptor. Tot în acest



11

modul 7 se află şi controlerul care primeşte şi amplifică semnalele generate de cei 24 de receptori

ultrasonici, convertorul analog/digital, precum şi acumulatorul de alimentare la 12 Vcc.

Principiul de măsurare se bazează pe variaţia vitezei de propagare a undelor ultrasonice în diferite

medii. Pe măsură ce stratul de sedimente creşte în înălţime, receptorii ultrasonici sunt obturaţi rând

pe rând, rezultând timpi de propagare diferiţi în stratul de sediment faţă de propagarea în apă.

Analizând semnalele de la toţi receptorii se poate afla nivelul de sedimentare cu o rezoluţie egală cu

distanţa dintre doi receptori alăturaţi, adică 16,5 mm. Pentru a extinde domeniul de măsurare,

sistemul este prevăzut cu 3 emitori şi 3 array-uri montate în prelungire pe verticală, după cum se

observă în fig.4.

2.1.2 Modulul plutitor

Deoarece undele radio se atenuează rapid în apă, echipamentele de emisie - recepţie wireless

subacvatic se bazează pe unde din domeniul ultrasunetelor, iar la distanţe mari din domeniul

infrasunetelor. În plus, atât emitorul, cât şi receptorul sunt imersate în apă, ceea ce complică

lucrurile privind recepţia datelor la sol.

Din acest motiv s-a ales soluţia construirii unui modul intermediar plutitor (a unei balize) 1, plasat

la suprafaţa apei, deasupra modulului subacvatic - fig. 10. Transmiterea semnalelor sau a datelor de

la senzori se face prin cablu până la modulul plutitor. Acesta constă într-o carcasă etanşă realizată

din tablă din oţel inoxidabil sudată pe două flotoare cilindrice din acelaşi material. Această

construcţie asigură stabilitate contra valurilor. Deasupra balizei se află un panou fotovoltaic 2

destinat reîncărcării acumulatoarelor situate în interiorul balizei.

Fig. 10 Modulul plutitor

În fig. 11 s-au îndepărtat capacul balizei și panoul fotovoltaic pentru a putea vedea componentele

din interior; baliza 1 este prevazută cu un perete despărțitor median (o diafragmă), de care sunt

fixate cu șuruburi o parte dintre aceste componente. Într-unul dintre compartimentele balizei se află

acumulatorul 2 de 12 Vcc, modulul de încărcare al acumulatorului 3, iar în celălalt modulul de

condiționare semnal și achiziție date NAVISOUND 110 – poz. 4 – corespunzător senzorului



12

ultrasonic TC 2024, controlerul senzorului TC 2024, poz. 5 și controlerul senzorului de turbiditate

TYPT10, poz. 6; în primul compartiment se mai află modulul electronic 7 care conține placa de

bază și unul dintre modemurile radio pentru comunicarea cu stația fixă.

Fig. 11 Modulul plutitor – vedere în interior

Modulul de condiționare semnal și achiziție date NAVISOUND 110 – poz. 4 arătat în fig. 12

este conectat cu traductorul ultrasonic de distanță cu un cablu cu o lungime de 20 m. Acesta poate fi

pornit atât manual, de la un buton prevăzut pe panoul său frontal, cât și comandat de la distanță

pentru a fi activ numai în timpul efectuării măsurătorii, în vederea limitării consumului de energie.

Fig. 12. Modulul de condiționare semnal și achiziție date NAVISOUND 110

2.2.3 Cablul de ancorare

Modulul subacvatic și modulul plutitor sunt legate între ele prin intermediul unui cablu de tracţiune

numit cablu de ancorare.

2.2.4 Modulul de recepţie date



13

Modulul de recepţie date - fig. 13 - cuprinde modemul radio 1 pereche al celui amplasat pe

modulul plutitor, modem care comunică prin cablu tip RS232 cu laptopul de teren 2, la care este

conectat modemul GPRS poz. 3. Pe acesta se află instalate programele de achiziţie, prelucrare şi

prezentare date. Programul aplicativ permite modificarea ratei de eşantionare a măsurătorilor

(frecvenţei acestora).

Fig. 13. Modulul de recepţie date

Laptopul de teren este un produs robust, rezistent la şocuri, protejat la praf şi umiditate cu ajutorul

unei carcase speciale și este de tip Panasonic CF-31.

2.3 Varianta mobila - SEDCONTROL 347.02

Varianat mobila a sistemului este recomandata in toate cazurile in care o anumita sectiune din rau

sau rezervor ptrezinta interes deosebit pentru calibrarea unui model matematic sau gestionarea in

timp real al procesului de sedimentare. Sistemul este presentat in fig. 14:



14

Componente:

- modul plutitor - poz. 1

- cablu ancorare - poz. 2


- modul de recepţie date - poz. 4

Fig. 14 SEDCONTROL 347.02

2.3.1 Modulul plutitor

Modulul plutitor pentru modelul SEDCONTROL 347.02 (fig. 15) constă în modulul plutitor de la

modelul SEDCONTROL 347.01 poz. 1, descris la pag. 9 pe care este sunt montat senzorul

ultrasonic de distanță TC 2024, poz. 2 și senzorul de turbiditate, presiune și temperatură TYPT10,

poz. 3.

Fig. 15 Modulul plutitor pentru modelul SEDCONTROL 347.02

Pentru a menține modulul plutitor într-o zonă prestabilită, aceasta se ancorează cu un cablu de

ancorare (poz. 2 din fig. 14), legat la un element de ancorare plasat pe fundul lacului (poz. 3 din fig.

14). Elementul de ancorare este realizat din beton, are masa de cca. 20 kg, iar lungimea cablului se

alege cunoscând în prealabil adâncimea apei în acel punct.



15

2.3.2 Modul de recepţie date

Este identic cu cel descris în paragraful 3.1.4, pag. 10.

3 Arhitectura sistemului

Arhitectura sistemului SEDCONTROL 347.01 este redată în fig. 16:

Fig. 16 Arhitectura sistemului SEDCONTROL 347.01

Funcţiuni:

monitorizează nivelul de sediment din interiorul unui lac de acumulare

monitorizeaza concentraţia de impurităţi din apă



16

transmite către un server GPRS înregistrările obţinute

Compunere:

Echipamentul care măsoară adâncimea

Controlerul echipamentului de măsurare a adâncimii

Echipamentul care măsoara concentraţia de sediment din apa (turbulenţa)

Controlerul echipamentului de masurare a turbulenţei

Placa de bază a sistemului

Modulul GPRS

Descriere componente

A Echipamentul de măsurare a adâncimii

Acest echipament măsoară distanţa de la suprafaţa apei până la nivelul de sediment. Cunoscând

adâncimea lacului de acumulare, prin diferenţa, se determină nivelul de sediment depus pe fundul

lacului.

B. Controlerul echipamentului de măsurare a adâncimii

Controlerul echipamentului de măasurare a adâancimii este conectat la echipamentul de măsurare a

adâncimii printr-o comunicaţie serială (standardul RS232) fiind capabil sa transmită o serie de

comenzi ţi interogări pentru aflarea parametrilor de stare şi pentru extragerea informaţiilor cu

privire la adâncimea apei. Totodată controlerul echipamentului de măsurare a adâncimii este

conectat la placa de bază printr-o comunicaţie serială (standardul RS232) furnizând mai departe

informaţiile primite.

Deoarece intregul sistem este alimentat de la un acumulator încărcat de un panou solar, consumul

eficient de energie este foarte important. Prin urmare o restricţie impusă controlerului

echipamentului de măsurare a adâncimii este aceea de gestiune a consumului de energie.

Echipamentul de măsurare a adâncimii este cuplat doar în momentul în care se doreşte măsurarea

adâncimii, urmând ca după culegerea de informaţii utile acesta să fie decuplat.

Controlerul echipamentului de măsurare a adâncimii transmite un mesaj către placa de bază atât la

începerea procesului de achiziţie de date, cât şi la finalul acestuia.

Placa de bază poate interoga controlerul echipamentului de măsurare a adâncimii doar pentru a afla

ultima valoare înregistrată a adâncimii fără a comanda o noua achiziţie de date.

C Echipamentul de măsurare a turbidităţii

Echipamentul de măsurare a turbidităţii măsoară concentraţia de sediment din apă putând astfel să

se faca o estimare a nivelului de sediment pentru urmatoarea perioadă. Echipamentul de măsurare a



17

turbulenţei este conectat la controlerul echipamentului de măsurare a turbulenţei printr-o

comunicaţie serială (standardul RS232) pentru a furniza informaţii cu privire la parametrii de stare

şi cu privire la concentraţia de sediment din apă.

D Controlerul echipamentului de măsurare a turbidităţii

Controlerul echipamentului de măsurare a turbidităţii este conectat la echipamentul de măsurare a

turbulenţei şi la placa de bază prin comunicaţii seriale (standard RS232) fiind capabil să transmită

comenzi şi raspunsuri de stare către cele două echipamente cu scopul de afla concentraţia de

sediment din apă.

E Placa de bază

Placa de bază este cel mai important modul al sistemului, fiind un nod de comunicaţii între

echipamentele de masură şi modulul GPRS.

Placa de bază dispune de un microcontroler cu două comunicaţii seriale, una fiind folosită pentru a

comunica cu modulul GPRS, iar cea de-a doua fiind multiplexată între cele două controlere ale

echipamentelor de măsura.

Modulul radio este dotat cu un emiţător şi cu un receptor având la dispoziţie o singură antenă,

rezultând astfel o comunicaţie half duplex între placa de bază şi modulul GPRS.

F Modulul GPRS

Modulul GPRS este capabil să tansmită interogări către placa de baza şi să interpreteze mesajele

primite de la aceasta cu scopul de a le expedia mai departe către un server GPRS. Funcţia de

teletransmisie de date este asigurată de microcontrolerul din compunerea modululului GPRS în

conjuncţie cu un modem GPRS.

5 CARACTERISTICI TEHNICE PRINCIPALE

Principalele caracteristici tehnice ale diverselor subansambluri sunt:

- Rezoluţia de măsurare a grosimii stratului de sediment cu ajutorul senzorului ultrasonic de

distanţă: 1 cm

- Domeniul de măsurare al distanţei: 0,5 - 100 m

- Domeniu măsurare turbiditate: 0,01 ... 2500 FTU



18

- Domeniu măsurare presiune: 10 bar

- Domeniu măsurare temperatură: -2 ...+30 °C

- Adâncimea de amplasare a modulului subacvatic (model SEDCONTROL 347.01): Max. 10 m

- Puterea: 300 W

- Masă modul subacvatic (model SEDCONTROL 347.01): 176 kg

- Masă modul plutitor (model SEDCONTROL 347.01): 32 kg

- Masă modul plutitor (model SEDCONTROL 347.02): 37 kg

- Masă element ancorare: 20 kg

- Masă staţie recepţie date: 4 kg

- Masă totală (model SEDCONTROL 347.01): 212 kg

- Masă totală (model SEDCONTROL 347.02): 61 kg

- Autonomie energetică: 1 an

- Domeniu de temperatură: -10 ... +50 °C

6. MODUL DE UTILIZARE

6.1 Sistemul de măsurare a distanţei

6.1.1 Listă componente

- unitate NAVISOUND 110

- cablu alimentare la cc de 2 m

- cablu de date cu intefaţă RS232 de 20 m cu conector traductor tip "tată"

- senzor ultrasonic de distanţă RESON TC 2024

6.1.2 Instalarea senzorului

- Poziţionarea senzorului: Senzorul este poziţionat fie pe unul din braţele modulului subacvatic la

SEDCONTROL 347.01, fie pe fundul balizei la SEDCONTROL 347.02, cât mai aproape de axa

centrală a acesteia, pentru a minimiza efectul tangajului.

- Surse de zgomot: Senzorul trebuie poziţionat departe de surse de zgomot, în special de surse

care generează zgomote la frecvenţe apropiate de frecvenţa de operare.

- Carcasa senzorului: Senzorul se montează într-o carcasă de protecţie.

6.1.3 Funcţionarea sistemului

Modulul NAVISOUND 110 are un panou lateral cu conectori - fig. 17 a) (1 - cablu de alimentare la

24 Vcc, 2 - cablu de 12 m pentru semnal analogic de la traductorul TC2024, 3 - cablu de date



19

RS232 între NAVISOUND 110 și controlerul TC2024 sau direct laptop / PC) și un panou frontal

care constă în două butoane şi un afişaj cu leduri care arată adâncimea curentă măsurată - Fig. 17 b).

Butonul O/I: întrerupătorul pornit/oprit (On/Off)

Butonul F: Marker key (se apasă şi menţine apăsat acest buton cât timp butonul O/I este în poziţia

On pentru a restabili setările din fabrică)

Pentru a activa modulul NAVISOUND 110, se apasă butonul O/I. Acesta va începe imediat

măsurătorile utilizând setările salvate. Pentru setările curente, valoarea este afișată în m: 0,66 m =

66 cm.

a) b)

Fig. 17 Panoul frontal al modulului NAVISOUND 110

6.2 Sistemul de măsurare a turbidităţii, presiunii şi temperaturii

6.2.1 Listă componente

AQUAloggerul TYPT10 a fost livrat într-o trusă împreună cu următoarele accesorii - fig. 18 a) și

b):

- cablu cu conector la AQUAlogger și cu conector USB

- cablu intermediar cu conector submarin, alimentare externă de la acumulatorul de 12 Vcc

şi cu conector RS232 pentru conectare la laptopul de teren sau la controlerul TYPT10



20

- 2 seturi a câte 3 baterii înseriate cu tensiune totală de 10,6 V

- manual de utilizare AQUAlogger și al senzorului de turbiditate

- CD pentru instalare driver, programul AQUAtalk pentru iniţializarea aparatului ca

datalogger și programul AQUAlogger NMEA pentru afişarea datelor în timp real.

a) aspect exterior b) vedere interior

Fig. 18 Trusă AQUAlogger 210TYPT10

În plus, este furnizat cablul de date RS232 submarin de 60 m.

6.2.2 Setare și ințializare AQUAlogger TYPT10

Se parcurg următoarele etape:

1. Cu ajutorul CD-ului furnizat de firma AQUATEC se instalează pe laptopul de teren driverul

AQUAloggerului, programul AQUAtalk pentru iniţializarea aparatului ca datalogger și programul

AQUAlogger NMEA pentru afişarea datelor în timp real

2. Se lansează programul AQUAtalk pentru iniţializarea aparatului ca datalogger - fig. 19:



21

Fig. 19 Lansare program AQUATEC

3. Se conectează AQUAlogger-ul TYPT10 la laptopul de teren prin intermediul cablului cu

conector la AQUAlogger și cu conector USB - Fig. 20:

Fig. 20 Conectarea AQUAlogger-ului 210TYPT10 la laptopul de teren în vederea inițializării

4. Se apasă butonul virtual SEARCH, ceea ce determină detectarea AQUAlogger-ului pe portul

USB, se selectează AQUAlogger și se apasă pe butonul Connect ce apare în dreptul său - Fig. 21 a)

și b):



22

a) detectare AQUAlogger b) conectare AQUAlogger

Fig. 21 Detectare și conectare AQUAlogger

5. Se inițializează AQUAlogger-ul prin apasarea butonului DEPLOY - Fig. 22

Fig. 22 Inţializare AQUAlogger - Deploy

6. Se setează BaudRate din butonul cu același nume la valoarea 19 200 - Fig. 23:



23

Fig. 23 Setare BaudRate

7. Se urmează pașii determinați de ferestrele care se deschid succesiv, conform Fig. 24:

a) descrierea logger-ului b) setarea datei şi orei



24

c) modul de pornire (instantaneu sau la o an. oră) d) setarea amplificărilor

e) setarea ratei de eşantionare f) activare raportare

g) logger activat

Fig. 24 Programul AQUAtalk pentru iniţializarea AQUAlogger-ului

Se observă că starea NOT LOGGING se schimbă în LOGGING.

7. Se deconectează cablul USB, utilizat numai pentru setarea AQUAloggerului.



25

8. Se realizează conectarea AQUAloggerului în vederea efectuării măsurătorilor ca în Fig. 25 a) și

b) și se conectează cablul intermediar cu conector submarin, alimentare externă de la acumulatorul

de 12 Vcc şi cu conector RS232 pentru conectare la laptopul de teren sau la controlerul

a) cu cabluri neconectate b) cu cabluri conectate

Fig. 25 Modul de conectare a cablurilor la AQUAlogger-ul 210TYPT10

- AQUAlogger 210TYPT10 - poz. 1

- cablu de date RS232 submarin de 60 m - poz. 2

- cablu intermediar cu conector submarin, alimentare externă de la acumulatorul de 12 Vcc şi cu

conector RS232 pentru conectare la laptopul de teren sau la controlerul TYPT10 - poz. 3

9. După efectuarea măsurătorilor, se reconectează AQUAlogger-ul la laptopul de teren prin cablul

USB, iar după detectarea acestuia se apasă butonul STOP, care determină trecerea din starea

LOGGING în starea NOT LOGGING, apoi se apasă butonul Disconnect - Fig. 26:

Fig. 26 Stop AQUAlogger



26

ATENȚIONARE: În cazul în care operația STOP AQUAlogger nu se realizează, acesta va

continua înregistrarea măsurătorilor chiar și în condiții de depozitare (în dulap), ceea ce va

duce la descărcarea rapidă a bateriilor interne !

6.2.3 Instalare AQUAlogger TYPT10

Poziţionarea AQUAlogger-ului: acesta este poziţionat fie pe unul din braţele modulului subacvatic

la SEDCONTROL 347.01, fie pe fundul balizei la SEDCONTROL 347.02

6.2.4 Obținerea datelor în timp real cu ajutorul programului AQUAlogger NMEA

Programul AQUAlogger NMEA este furnizat împreună cu AQUAlogger-ul și permite afişarea

datelor în timp real - Fig. 27. Graficele reprezintă datele înregistrate (de la stânga la dreapta şi de jos

în sus) de la senzorii de temperatură, presiune, turbiditate şi de la bateria internă.

a) setări achiziţie date b) afişarea graficelor

Fig. 27 Programul AQUAlogger NMEA pentru afişarea datelor în timp real

Acest program se utilizează numai în cazul în care se efectuează măsurători separat cu

AQUAlogger-ul TYPT10, acesta fiind conectat direct la laptopul de teren (prin cablu).

6.3 Funcționarea sistemului SEDCONTROL ca ansamblu de măsurare. Softul aplicativ



27

Cu senzorii montați și AQUAlogger-ul TYPT10 ințializat, se parcurg următoarele etape:

1. Se acționează întrerupătorul I/O poziționat pe exteriorul carcasei modulului electronic din Fig. 28

pentru alimentarea acestuia:

a) fără cabluri b) cu cabluri

Fig. 28 Modulul electronic SEDCONTROL

În acest moment controlerele senzorilor, placa de bază modemul radio 1 și modulul GPRS / GPS

sunt alimentate.

2. În portul serial al laptopului de teren se conectează modemul radio 2, la care se conectează la

rândul lor acumulatorul 12 Vcc și antena radio - Fig. 29. Stația recepție date se prezintă ca în fig.

30:

Fig. 29 Mod conectare stație recepție date Fig. 30 Stația recepție date

ș

3. Se pornește laptopul de teren și se lansează programul aplicativ SEDCONTROL, care permite:



28

- afișarea grafică a datelor măsurate în timp real pentru fiecare parametru măsurat, cu efectuarea de

zoom-uri locale

- setarea datei și orei

- setarea ratei de eșantionare

- setarea pragurilor de alarmare (inferior și superior) pentru fiecare parametru măsurat

Programul aplicativ se folosește în modul următor:

1. La deschidere se apasă butonul virtual Cauta Port, ceea ce duce la afișarea graficelor mărimilor

măsurate - Fig. 31:

Fig. 31 Fereastră grafice mărimi măsurate

Se observă în dreapta-sus ledul virtual care indică conexiune activă. După recepția primelor date, se

afișează graficele corespunzătoare, împreună cu pragurile de alarmare. În cazul în care mărimea

măsurată iese din intervalul definit de cele două praguri, zona periferică a graficului respectiv apare

în culoarea roșie.

2. Utilizând meniul ZOOM - Fig. 32, se pot vizualiza zone dintr-un anumit grafic, dând dublu-click

pe acesta:



29

Fig. 32 Meniul Zoom

- zoom pe un interval

- zoom pe ultimele valori

- zoom general - Fig. 33

Fig. 33 Zoom general

3. Utilizând butonul virtual Setari Grafice se pot modifica pragurile de alarmare la fiecare

parametru măsurat, rata de eșantionare, cu opțiuni pentru setare în ore, minute sau secunde și se

poate seta data și ora de referință - Fig. 34:



30

Fig. 34 Setări ale graficelor

4. În cazul în care a fost vizualizată starea de alarmă pentru un anumit grafic și se dorește ieșirea din

starea de alarmă, se dă click pe grafic și în meniul ce se deschide se selectează "Am înțeles

pericolul" - Fig. 35:

Fig. 35 Ieșirea din starea de alarmă

7 DOMENIU DE UTILIZARE

Aparatul pentru măsurarea şi monitorizarea hidrodinamicii sedimentelor, denumit în continuare

SEDCONTROL 347.0X (X putand lua valorile 1 sau 2) este un instrument puternic pentru a măsura

adâncimea apei în lacuri de acumulare cu precizie mare, de ± 1 cm. Instrumentul se plasează într-



31

unul sau mai multe puncte fixe, eliminându-se astfel erorile de coordonate x-y. Adâncimea apei,

împreună cu alţi parametri (presiune, temperatură) sunt digitalizaţi şi transmişi periodic la un punct

de control situat în apropiere de baraj, unde aceste date sunt prelucrate şi prezentate într-o formă

inteligibilă. Autonomia proiectată a sistemului este de un an, cu una sau două măsurători în timp

real pe zi. În caz de evenimente speciale, cum ar fi inundaţiile sau alunecările de pământ, este

posibil să se modifice software-ul instalat pe computerul din punctul de supraveghere, astfel că rata

de eşantionare (de achiziţie) să fie mărită în conformitate cu cerinţele.

8. TESTARE IN SITU - PITEȘTI, ARGEȘ

Prima testare in situ a sistemului SEDCONTROL a fost facuta pe râul Argeș - fig. 36, înainte și

dupa deversarea parțială a lacului de lângă Pitești - fig. 37:

Fig. 36 Tractarea balizei pentru realizarea unui

profil transversal

Fig. 37 Deversarea parțială a lacului

Cele două profile transversale, înainte și după deversare, sunt prezentate în fig. 38, respectiv 39:



32

Fig. 38 Profil transversal înainte de deversare Fig. 39 Profil transversal după deversare

Prin suprapunerea celor două grafice se evidențiază efectul deversării - fig. 40:

Fig. 40 Efectul deversării asupra adâncimii lacului

aparat pentru mĂsurarea Şi monitorizarea ...incdmtm.ro/sedcontrol/documente/manual de...

Documents