調達チーム向けの技術的な内訳と選択ガイド
あ ブイ式水質監視所は、 水面に浮かせて設置する無人オンライン監視装置です。 マルチパラメータ水質センサー、およびデータをリモートで送信します。これは、ボートによる手動サンプリングとラボ分析の従来の遅れのモデルを、分レベルのデータレポートを備えた 24 時間年中無休の継続的なオンライン監視のリアルタイム モードにアップグレードします。
調達チームにとって、その核となる価値は 3 つのポイントに集約されます。
10 ～ 100 倍のデータ密度 - 水質の異常を見逃すことがなくなりました。
同期されたマルチパラメータ測定 — 1 つのブイで日常的な物理化学的、栄養素、生態学的指標を一度にカバーします。
無人操作 - 1 つの導入で、雨天が続いても 15 日間以上待機します。
代表的な物理ブイを例として、調達時に考慮すべき 6 つのコア モジュールとその実際の仕様を次に示します。
| モジュール | コア機能 | ハードウェア仕様 |
|---|---|---|
| ブイ本体と構造 | 水面ベース。内部コンパートメントのレイアウト | LLDPE ポリエチレン;直径560×700mm。係留ロープで固定されている |
| センサーユニット | 水中での水質パラメータの認識 | pH、導電率、溶存酸素、濁度、浮遊物質、COD、アンモニア態窒素、ORP、フッ化物、塩化物、硝酸塩、透明度、クロロフィル、シアノバクテリア（藍藻）、汚泥濃度、水中油分を測定 計16項目 |
| RTU取得ユニット | 信号変換、キャリブレーション、ローカル キャッシュ | 標準 Modbus-RTU マスター/スレーブ プロトコル。 HJ212-2017をサポートします。ローカルストレージは表示およびエクスポート可能 |
| 通信・送信ユニット | データ返却 | DTU 送信 + GPS 測位;デフォルトのアップロード間隔は 30 分、構成可能 5 ～ 1440 分 |
| 電源システム | 自給自足のエネルギー供給 | 40 Ah @ 12 VDC リチウム電池パック + 20 W × 2 ソーラーパネル (合計 40 W) |
| スマートクラウドプラットフォーム | ダッシュボード、アラート、統合 | バッテリー監視 (O&M 判断のためにソフトウェアがバッテリー電圧を読み取る)、センサー状態監視、カスタム プロトコルの統合をサポート |
注: このブイはモジュール式の独立した設計を採用しています。太陽光発電、バッテリー、制御、およびデータ送信モジュールは分離されているため、メンテナンス中にユニット全体を分解することなく、故障したモジュールを個別に交換できます。
このセクションでは、「仕組み」に直接答えます。これらの 4 つのステップを完了すると、単一の水質測定値が水中プローブからクラウド プラットフォームのダッシュボードにどのように伝達されるかを完全に理解できるようになります。
ブイの水中プローブブラケットは、pH ガラス電極、導電率プローブ、蛍光溶存酸素、光学的濁度、COD スペクトルプローブ、アンモニア窒素電気化学プローブ、ORP (酸化還元電位)、フッ化物 / 塩化物 / 硝酸イオン選択電極、クロロフィル / シアノバクテリア蛍光プローブ、透明度プローブなど、水面下の指定された深さに 16 個のセンサーを固定します。スラッジ濃度光学プローブと水中油型 UV プローブ。デフォルトの測定間隔は 30 分です (5 ～ 1440 分に設定可能)。各測定の前に、自動洗浄装置がプローブ表面から生物付着物を自動的に除去します。
コンパートメント内の制御モジュール (RTU) は、設定されたサイクルごとに各センサーを順番に起動し、Modbus-RTU プロトコル経由で生データを読み取り、AD サンプリング、温度補償、ゼロドリフト補正の後、データにタイムスタンプ、GPS 座標、デバイス ID、バッテリー電圧、センサーのステータスをタグ付けして、ローカルのフラッシュ キャッシュに保存します。
DTU 送信モジュールと GPS 測位モジュールは連携して、パッケージ化されたデータ フレームをワイヤレス リンク経由でクラウドに送信します。 DTU（Data Transfer Unit）は、4G / 5G / NB-IoT / に対応した汎用の無線伝送ユニットです。 LoRaWAN IoT SIM カード;調達チームは、導入サイトの信号到達範囲に基づいて通信モードを柔軟に選択できます。通信プロトコルはModbus-RTUマスタースレーブプロトコルおよび環境規格HJ212-2017に準拠しており、カスタマイズも可能です。
クラウドに到着すると、自動パイプラインがデータを処理します。時系列データベースはデバイス ID + タイムスタンプごとに保存し、外れ値をフィルターします。リアルタイム ダッシュボードには、サイト マップ、パラメーター曲線、バッテリー電圧、センサーのステータスが表示されます。しきい値アラート (たとえば、溶存酸素が 4 mg/L を下回るか、クロロフィルが 20 μg/L を超えるとシアノバクテリアの警告が発せられます) プッシュ通知。オープン API は、顧客の既存の IoT プラットフォームとの統合をサポートします。 O&M スタッフは、バッテリー電圧をリモートで読み取り、残りの耐久性を予測することもできます。
このブイは、40 Ah @ 12 VDC リチウム電池パック + 20 W × 2 ソーラー パネル (合計 40 W) を使用します。デフォルトの 30 分の測定間隔では、雨天が続く中 15 日間にわたって実行されます。重要なエネルギー戦略: 制御モジュールがマイクロパワースタンバイ状態にある間、センサーは測定ウィンドウ外では電源がオフになります。アップロード間隔はオンデマンドで延長でき (たとえば、水質が安定している場合は 60 分、さらには 1440 分まで)、さらにエネルギーを節約し、通信データ コストを削減します。
このブイは係留ロープ固定を使用します。展開時にアンカーが底に沈み、ブイはロープを介して事前設定された位置に係留されます。複雑な多点係留と比較して、係留ロープアンカーはより迅速に設置でき、コストもかからないため、湖、貯水池、海岸近くの養殖池に適しています。
| 方法 | 適用プローブの | 注意事項 |
|---|---|---|
| メカニカルワイパー | 光学（濁度、クロロフィル、ラン藻、汚泥濃度） | 各測定前に表面の汚れを自動洗浄します |
| 超音波洗浄 | 電気化学 (pH、DO、ORP) | 高周波振動により汚れが除去され、消耗品は不要です。 |
| 定期現場検査 | すべてのセンサー | 3 ～ 6 か月ごと。オンサイト校正と消耗品交換 |
モジュール式の独立した設計は、このデバイスの O&M 上の大きな利点です。太陽光発電、バッテリー、制御、データ送信の 4 つのモジュールは独立しており、それぞれに独自のコンパートメント ドアとコネクタが付いています。 1 つのモジュールが故障した場合、ブイの船体を解体する必要がなく、他のモジュールに影響を与えることなく、平均 15 分以内に単独で交換できます。
| 基準 | ブイタイプの | ポールマウント |
|---|---|---|
| 水深適応性 | 無制限 | 通常は5m未満 |
| データの特性 | 表層を測定（0.5～1.5m） | 複数の層を測定します |
| メンテナンスの難易度 | サイトへのボートアクセスが必要です | 岸からメンテナンス |
| 承認難易度 | 水道関連の申告、1 ～ 2 週間 | 水道施設許可、1 ～ 2 か月 |
| 適切なシナリオ | 湖、海岸近く、貯水池、養殖池 | 海岸放流口、水草取水口 |
シナリオのアドバイス: オープンウォーターの場合は、 ブイ型ステーション （杭基礎のコストは深さとともに急激に上昇するため、ブイが最も費用対効果が高い）。固定海岸断面の場合は、 ポールマウントステーション (主電源 + 便利な海岸メンテナンス);水産養殖池または小さな池の場合は、ブイを選択します（建設、展開、使用は不要）。多層データのニーズには、ポールマウントとブイを組み合わせたソリューションを使用します。完全な導入ブループリントについては、次のリンクを参照してください。 水質監視ソリューション.
Q1: このブイはどのようなパラメータを測定できますか?
ハードウェア仕様ごとに 16 個のパラメータ: pH、導電率、溶存酸素、濁度、浮遊物質、COD、アンモニア態窒素、ORP、フッ化物、塩化物、硝酸塩、透明度、クロロフィル、シアノバクテリア (藍藻)、スラッジ濃度、水中油 - プロジェクトのニーズに応じて柔軟に設定できます。
Q2: アップロード間隔を構成できる必要があるのはなぜですか?
デフォルトは 30 分、5 ～ 1440 分で調整可能。短い (たとえば 5 分) は、藻の発生期間や排出口の監視などの高密度シナリオに適しています。より長い時間 (1440 分 = 1 日 1 回) は長期的な傾向監視に適しており、エネルギーと通信データのコストを大幅に節約します。
Q3: HJ212-2017 プロトコルとは何ですか?また、それをサポートする理由は何ですか?
HJ212-2017 は、 汚染源オンライン監視 (監視) システムのデータ伝送規格であり、中国の環境 IoT の「共通言語」です。 生態環境省が発行したデータを地域の生態系/環境監視ネットワークまたは地方の統合管理プラットフォームに接続する必要がある場合、HJ212 のサポートが必須です。環境プラットフォームの統合を伴わないプロジェクトの場合、Modbus-RTU は従来の PLC / SCADA のニーズを満たします。
Q4: LLDPE は耐紫外線性がありますか?
LLDPE (直鎖状低密度ポリエチレン) は、軽量を保ちながら、標準の HDPE よりも優れた引き裂き強度と環境応力亀裂耐性を備えています。通常、Buoy LLDPE にはカーボン ブラックまたは UV 安定剤が添加されており、屋外の直射日光下でも脆化することなく 8 ～ 10 年間持続します。
Q5: モジュール式の独立した設計はメンテナンスにどのように役立ちますか?
4 つのモジュールは独立しており、それぞれに独自のコンパートメント ドアとコネクタが付いています。現場では、対応するドアの防水シールを緩め、コネクタを外して故障したモジュールのみを交換します。平均 15 分未満で、船体を解体したり、他のモジュールに影響を与えたりすることはありません。
Q6: 1 つのブイの年間維持管理コストはいくらですか?
通信料（NB-IoTまたは4G IoT SIM）年間300～800円程度。年間 O&M (検査、センサー校正、消耗品交換) はデバイス価値の約 5 ～ 10% です。
あなたのプロジェクトのためにブイタイプの水質監視ステーションを評価していますか? 当社のチームにお問い合わせください。 仕様、納期、個別の見積もりについては、
