Techniek
Beter meten is beter weten. Met Debietdata As A Service (DAAS) krijgen waterbeheerders de beschikking over een hoogwaardige en duurzame remote sensing-technologie die werk maakt van essentiële waterdata.
Alle componenten die nodig zijn voor een betrouwbare debietmeting worden geïntegreerd in een compacte kunststofbuis.
ADCP
De stroming wordt gemeten met een Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) van Nortek AS. Het instrument zendt pulsen uit door het water en bepaalt zo de stroomsnelheid op verschillende punten in de watergang.
DRUKSENSOR
De waterstand wordt gemeten met een druksensor, die samen met de ADCP, in het debietmeetstation is gemonteerd. De gemeten waterdruk wordt daarnaast automatisch gecompenseerd voor de lokale luchtdruk.
VOEDING
Het debietmeetstation wordt gevoed door een interne accu. Deze wordt opgeladen door een zonnepaneel bovenaan de buis en is hiermee 100% zelfvoorzienend. Bij de installatie is er dus ook geen externe bekabeling nodig.
TELEMETRIE
De data wordt verstuurd met behulp van één of meerdere ‘Low Power Wide Area Network’ (LPWAN) technieken. Het voordeel van deze techniek is dat het bereik (afstand tot zendmast) groot is en het energieverbruik laag.
COMPACT
Het debiet van het compacte station wordt berekend op een centrale server. De resultaten kunnen op verschillende manieren worden doorgestuurd aan de eindgebruiker, of beschouwt worden op een persoonlijk dashboard.
DEBIETMETING
Debiet wordt uitgedrukt in het aantal liters dat per tijdseenheid een watergang passeert. Om het debiet te berekenen wordt er op een vast punt in de watergang de totale stroming, en het doorstroomoppervlak bepaald.
De stroming wordt gemeten met de Aquadopp Profiler. Dat is een Acoustic Doppler Current Profiler, ofwel ADCP. De ADCP bevat twee ‘zender-ontvangers’ die een puls in het water uitsturen. Het geluid wordt geconcentreerd in een smalle bundel en wordt weerkaatst door in het water zwevende deeltjes, zoals algen of fijn sediment. De beweging van de deeltjes, waarop deze puls weerkaatst, verandert het geluid. Hoezeer het geluid verandert is afhankelijk van de snelheid van deze deeltjes. De verandering die we als gevolg hiervan waarnemen noemen we het dopplereffect.
De sensor ontvangt het weerkaatste geluid en vergelijkt dit met de uitgangssituatie. Het verschil is een maat voor de snelheid van de deeltjes en geeft inzicht in de stroming van het water.
Door gebruik te maken van digitale signaalverwerking is het mogelijk om de stroming op verschillende afstanden van de sensor te meten. De ADCP is een zogenaamde ’tweedimensionale’ (2D) sensor. Dankzij de sensortechnologie kunnen we stroomsnelheden meten in een horizontaal vlak. Dit vlak is verdeeld over een aantal vaste secties. Deze secties worden ‘cellen’ genoemd. De sensor bepaalt steeds de gemiddelde stroomsnelheid in een cel.
WATERHOOGTE EN DAAS
Blijft de rivier in de bedding, is er voldoende doorvaartruimte voor de scheepvaart?
Debietmetingen geven ook waardevolle informatie over waterhoogten. Hiertoe is in elk meetstation een speciale druksensor geïntegreerd.
De vorm en de waterstand van een watergang bepalen samen het doorstroomoppervlak. De vorm van een sloot, rivier of kanaal wordt regelmatig ingemeten en daarna als vast gegeven beschouwd
De wisselende waterstand wordt gemeten met behulp van een druksensor. Deze druksensor wordt naast de Aquadopp Profiler gemonteerd. De druk die deze sensor registreert is maatgevend voor het bepalen van de hoogte van de waterkolom.
De druksensor meet verschildruk. Aan de ene zijde is het water, aan de andere zijde loopt een dunne slang naar de buitenlucht. Hierdoor heeft variatie in de luchtdruk geen invloed op de hoogtemeting.
DATA-OVERDRACHT
Wanneer het ontwerp van het meetstation gericht is op een circulaire benadering en herbruikbare materialen, wordt er bij datatransport gefocust op bewezen netwerktechnieken die een ononderbroken stroom debietdata garanderen.
Elk meetstation bevat een modemvoorziening waarmee we de meetgegevens uploaden in het datanetwerk. Hierbij wordt gebruik gemaakt van zogenaamde ‘Low Power Wide Area Networks’ (LPWAN). Deze datatransportsystemen zijn gebaseerd op radio’s die zo min mogelijk energie gebruiken. Daardoor is het mogelijk om de meetstations uit te rusten met zonnepanelen en ze daarmee zo zelfvoorzienend mogelijk te maken.
Door alleen de essentiële meetwaarden te versturen en deze zo efficiënt mogelijk te comprimeren, is het mogelijk elke 10 minuten een meting door te geven. Voor kanalen en gemalen kan een hogere data frequentie van 1 minuut interessant zijn. Ook dit is mogelijk door een groter zonnepaneel met LPWAN technieken te plaatsen.
HOE ONTVANGT DE KLANT DE DATA?
De meetgegevens worden verstuurd naar een centrale server (Virtual Private Server). Hier wordt het debiet berekend en worden de resultaten beschikbaar gemaakt voor de klant. Doordat alle data uit meetstations integraal verwerkt wordt via een server is het eenvoudig klanten te bedienen met verschillende datatypen en formaten.
Om het overzicht verder te vergroten is het mogelijk een persoonlijk debietdashboard in te richten. Hiermee krijgt de klant direct een grafisch overzicht van metingen.
Permanente ondersteuning? Ook dat kan. River Insight biedt remote monitoring aan: de mogelijkheid systemen 24/7 in de gaten te houden – inclusief een datavalidatieservice.
