下水道レベル監視ソリューションの選択方法

下水道レベル監視ソリューションの選択方法

 

下水道レベルセンサーは、地下世界で何が起こっているかをチェックするための水道事業者の「目と耳」です。 最近まで、巨大な下水道構造が計画されながら放置され、壊滅的な破綻が起こるのを待っていました。 最近では、高価なインフラを注意深く監視する電力会社や地方自治体が増えています。 下水道レベルの監視には次のような利点があります。

▪ ブロッキング状態の事前検出

▪ 保守チームを適切な場所に適切なタイミングで派遣する

▪ 下水都市への流出などの環境上の壊滅的な出来事の防止

▪ 工場から排出される廃水の会計と原価計算

▪ 実際の使用状況に基づいた長期下水道計画の支援

この短いハウツー記事は、下水レベル監視ソリューションの導入を計画している公益事業者向けのガイドラインです。 この記事では 4 つの重要な問題について説明します。以下にリストします。

▪ 候補ソリューションの耐久性

▪ 爆発性雰囲気環境での操作

▪ 通信とデータロギング

▪ 利用可能な測定データ

 

1.耐久性

下水道内に設置されるシステムコンポーネントは、厳しい環境条件に耐える必要があります。 敵対的な脅威のリストのトップは次のとおりです。

▪ 物理的な障害

▪ 液体と湿気の浸透

物理的な故障は、下水固形物が測定機構を妨害することに起因する可能性があります。 このタイプの故障は、機械式フロートや圧力センサーなどの水没センサーで最も顕著に発生します。 レーダーや超音波ベースのセンサーなどの非接触センサーを使用すると、物理的な障害の発生率が減りますが、必ずしもこれらの障害がなくなるわけではありません。 特に下水が氾濫した場合には、非接触センサーに様々な物質が付着し、放射面を塞いでしまう可能性があります。

 

液体が侵入すると、システムに不可逆的な障害が発生する可能性があります。 したがって、非常に高いシール率が要求されます。 IP68 (または NEMA 6P) の正式な密閉率は、下水道環境では十分ではありません。 液体の流れ、化学薬品、反応性ガスの組み合わせは、IP68 (NEMA 6P) シール率の実験室検証では通常テストされない条件です。

 

概要: 下水道監視ソリューションの適合性をチェックする場合、耐久性のカテゴリでは、下水道内の高い位置に設置された非接触センサーを優先します。 また、二重シールや保証された定期的かつ包括的な予防メンテナンスなど、追加のサポート シール機構も探してください。

 

2. 爆発性ガス

下水道施設によっては爆発性ガスが存在する場合があります。 メタンは、地下下水道で見られる典型的なガスです。 ガス濃度が適切であれば、火花がガスに点火して爆発する可能性があります。 下水道監視ソリューションには、爆発性雰囲気で安全に使用できるオプションが必要です。 爆発安全システムの要件が追加されると、価格が上昇し、性能も低下する可能性があります。 したがって、爆発性ガスの脅威がない下水道現場では、標準システムが好まれます。 爆発性雰囲気で安全に使用できるシステムには、1 つ以上の国際または地域の標準化団体からの適切な認証が必要です。 最も認知されている認定は次のとおりです。

▪ ATEX (欧州規格)

▪ FM (アメリカ標準)

▪ IECEx (国際)

ただし、次のような他の地域の規制が適用される場合があります。

▪ NEPSI (中国)

▪ GOST (ロシア)

保護方法は、防爆エンクロージャから本質安全防爆電子回路までさまざまです。 認証はシステム全体に対して保持される必要があることに注意することが重要です。 各コンポーネントが個別に認定されるシステム コンポーネントを導入しても、完全なソリューションが認定されることは保証されません。

 

3. 通信とデータロギング

情報は通常、次のいずれかの方法で下水道センサーから抽出されます。

▪ データのダウンロードのため下水道への定期的な訪問を伴うローカルロギング

▪ RF 無線タイプのワイヤレス送信

▪ セルラータイプのワイヤレス伝送

ローカル ロギングは無線通信を使用しないため、信頼性の高い手法です。 ローカル ロガーはシステム コストを増加させますが、通常はワイヤレス トランスミッターや通信インフラストラクチャほどではありません。 主な欠点は、ロギング データのダウンロードに余分な処理と人間の関与が必要なことです。 この関与によりコストが増加し、エラーが発生しやすくなります。

 

無線伝送は、通信インフラストラクチャに従って分類されます。 RF 無線インフラストラクチャの使用には、専用の通信インフラストラクチャと規制された RF 周波数の使用が必要です。 このアプリケーションで許可される周波数は国によって異なる場合があります。 場合によっては、RF 通信インフラストラクチャは 2 層構造になっており、フィールド センサーがローカル ハブに送信し、ハブが (有線または無線で) 中央の場所に送信します。 RF 無線ベースのソリューションの主な利点は、信頼性とカスタマイズされたカバレッジです。 主な欠点は、専用のインフラストラクチャをセットアップする必要があることと、地域の規制が課題であることです。

 

RF 無線送信の代わりに、既存のセルラー インフラストラクチャを使用することもできます。 このスキームの大きな利点は、既存の通信インフラストラクチャを活用してコストを削減できることにあります。 下水道は通常、携帯電話の通信範囲が良好な都市部にあります。 携帯電話通信の使用のマイナス面は、深い下水道や金属で囲まれた下水道では明らかです。 これらの場所、または周囲の構造物がコンクリート/金属構造物を組み合わせた場所では、地下の携帯電話のカバー範囲が低いか、存在しない可能性があります。 場合によっては、外部アンテナによってこれらの問題を回避できる場合があります。

 

4. 測定データ

下水道レベルセンサーは、必ずしもレベル測定に限定されるわけではありません。 データを追加すると、センサーの機能が拡張される場合があります。

▪ レベル

▪ フロー

▪ 温度

▪ その他の汎用タイプのセンサー

下水道レベルの情報は、オーバーフロー状態、詰まり、パイプの過剰使用、長期計画などを特定するために不可欠です。

 

下水流量データ (たとえば、1 時間あたりの立方メートル単位) および下水量データ (立方メートル単位) は、追加情報の構成要素です。 フロー情報は、次の 2 つの方法のいずれかでレベル情報から抽出できます。

 

▪ 下水管内やマンホールの下での水路や堰の使用

▪ マニング式の使用

温度検知もシステムの有用性を拡張します。 短期間の温度上昇は、たとえば、産業廃棄物が下水道に投棄されていることを示している可能性があります。

 

最後に、何らかの標準プロトコルを通じて追加のセンサーに接続できる機能により、システムの有効性がさらに向上する可能性があります。 これらの他のセンサーは、化学タイプ (PH など) または生物学的タイプの場合があります。 ただし、汎用端末にすぐに接続できる独立したセンサーが市場で入手できることはほとんどないことに注意してください。