IВ области гидрологического мониторинга, городского водоотведения и предупреждения о наводнениях точное и надежное измерение расхода в открытых каналах (таких как реки, ирригационные каналы и водоотводные трубы) имеет решающее значение. Традиционные методы измерения уровня воды и скорости потока часто требуют погружения датчиков в воду, что делает их уязвимыми для повреждений от наносов, мусора, коррозии и воздействия наводнений. Появление интегрированного гидрологического радиолокационного расходомера с его бесконтактными, высокоточными и многофункциональными преимуществами идеально решает эти проблемы и все чаще становится предпочтительным решением для современного гидрологического мониторинга.
I. Что такое «встроенный» расходомер?
Термин «интегрированный» относится к объединению трех основных измерительных функций в одном устройстве:
- Измерение скорости: Использует принцип эффекта Доплера радара, излучая микроволны в направлении поверхности воды и принимая эхо-сигналы, рассчитывая скорость поверхностного потока на основе изменений частоты.
- Измерение уровня воды: Используется радиолокационная технология с частотной модуляцией непрерывного излучения (FMCW), позволяющая точно измерять расстояние от датчика до поверхности воды путем вычисления разницы во времени между передачей и приемом микроволнового сигнала, тем самым определяя уровень воды.
- Расчет расхода: Оснащенный высокопроизводительным процессором, он автоматически рассчитывает мгновенный и суммарный расход с использованием гидравлических моделей (например, метод скорости-площади) на основе измерений уровня воды и скорости в реальном времени, в сочетании с предварительно заданными формой и размерами поперечного сечения канала (например, прямоугольное, трапециевидное, круглое).
II. Основные характеристики и преимущества
- Полностью бесконтактное измерение
- Особенность: Датчик подвешен над поверхностью воды, не соприкасаясь напрямую с водоёмом.
- Преимущество: Полностью исключает такие проблемы, как накопление осадка, застревание мусора, коррозия и истирание, что значительно снижает затраты на техническое обслуживание и износ датчика. Особенно подходит для суровых условий, таких как наводнения и затопления сточными водами.
- Высокая точность и надежность
- Особенность: Радарная технология обеспечивает высокую помехоустойчивость и низкую зависимость от факторов окружающей среды, таких как температура, влажность и качество воды. Точность измерения уровня воды с помощью радара FMCW достигает ±2 мм, обеспечивая стабильное измерение скорости.
- Преимущество: Обеспечивает непрерывные, стабильные и точные гидрологические данные, являясь надежной основой для принятия решений.
- Простота установки и обслуживания
- Особенность: Для крепления датчика над каналом, выровненного по измерительному поперечному сечению, требуется только кронштейн (например, на мосту или столбе). Нет необходимости в строительных сооружениях, таких как водоотводные колодцы или желоба.
- Преимущество: Значительно упрощает проектирование монтажа, сокращает время строительства, снижает строительные затраты и риски при установке. Ежедневное техническое обслуживание сводится лишь к очистке радарной линзы, что сводит к минимуму усилия по уходу.
- Интегрированная функциональность, интеллектуальность и эффективность.
- Особенность: «Интегрированная» конструкция заменяет традиционные многокомпонентные системы, такие как «датчик уровня воды + датчик скорости потока + блок расчета расхода».
- Преимущество: Упрощает структуру системы и снижает количество потенциальных точек отказа. Встроенные алгоритмы автоматически выполняют все вычисления и передают данные удаленно через 4G/5G, LoRa, Ethernet и т. д., что позволяет осуществлять беспилотную работу и удаленный мониторинг.
- Широкий спектр применения и обширная область применения
- Характеристики: Способен измерять как низкие, так и высокие скорости паводков, с диапазоном измерения уровня воды до 30 метров и выше.
- Преимущество: Подходит для круглосуточного мониторинга, от засушливых сезонов до сезонов наводнений. Устройство не будет затоплено или повреждено из-за резкого повышения уровня воды, что обеспечивает непрерывный сбор данных.
III. Типичные примеры применения
Пример 1: Интеллектуальная система водоотведения в городе и предупреждение о затоплении
- Ситуация: Крупному городу необходимо в режиме реального времени отслеживать уровень воды и расход воды в ключевых водоотводных трубопроводах и реках, чтобы оперативно реагировать на сильные ливни и принимать необходимые меры по борьбе с наводнениями и дренажу.
- Проблема: Традиционные подводные датчики легко забиваются или повреждаются мусором во время сильных дождей, а их установка и обслуживание в колодцах сложны и опасны.
- Решение: Установить встроенные радарные расходомеры на ключевых выходах трубопроводов и поперечных сечениях рек, закрепив их на мостах или специальных опорах.
- Результат: Устройства стабильно работают круглосуточно, передавая данные о расходе воды в режиме реального времени на городскую интеллектуальную платформу управления водными ресурсами. При резком увеличении расхода, указывающем на повышенный риск затопления, система автоматически выдает предупреждения, обеспечивая ценное время реагирования. Бесконтактное измерение гарантирует точность даже в условиях засоренности, исключая необходимость входа персонала в опасные зоны для проведения технического обслуживания.
Пример 2: Экологический мониторинг сброса сточных вод в гидротехническом строительстве
- Ситуация: Экологические нормы требуют от гидроэлектростанций и водохранилищ сброса определенного «экологического потока» для поддержания здоровья рек ниже по течению, что влечет за собой необходимость постоянного мониторинга соблюдения этих норм.
- Проблема: Распределительные отверстия расположены в сложных условиях с турбулентными потоками, что затрудняет традиционную установку приборов и повышает вероятность их повреждения.
- Решение: Установить встроенные радарные расходомеры над водоотводными каналами для непосредственного измерения скорости и уровня воды в сбрасываемом потоке.
- Результат: Устройство точно измеряет данные о потоке, не подверженные влиянию турбулентности и брызг, и автоматически генерирует отчеты. Это предоставляет неопровержимые доказательства соответствия требованиям для органов управления водными ресурсами, избегая при этом трудностей установки оборудования в опасных зонах.
Пример 3: Измерение расхода воды для сельскохозяйственного орошения
- Ситуация: Крупные ирригационные районы нуждаются в точном измерении объема забора воды на различных уровнях русла для целей учета по объему.
- Проблема: В каналах содержится большое количество наносов, которые могут засыпать контактные датчики. Обеспечение электропитания и связи на местах представляет собой сложную задачу.
- Решение: Использовать интегрированные радарные расходомеры, работающие на солнечной энергии и установленные на измерительных мостах над сельскохозяйственными каналами.
- Результат: Бесконтактное измерение позволяет игнорировать проблемы, связанные с заиливанием, солнечная энергия решает проблемы электроснабжения на полях, а беспроводная передача данных обеспечивает автоматизированное и точное измерение расхода воды для орошения, способствуя экономии и эффективному использованию воды.
Пример 4: Строительство гидрологических станций для малых и средних рек
- Сценарий: Строительство гидрологических станций в отдаленных районах на малых и средних реках в рамках национальной гидрологической сети.
- Проблема: Высокие затраты на строительство и сложные условия обслуживания, особенно во время наводнений, когда измерение расхода воды представляет собой рискованное и трудновыполнимое дело.
- Решение: Использовать интегрированные радарные расходомеры в качестве основного оборудования для измерения расхода, дополненные простыми успокоительными колодцами (для калибровки) и системами солнечной энергии для создания беспилотных гидрологических станций.
- Результат: Значительно снижает сложность и стоимость строительства гидрологических станций, обеспечивает автоматизированный мониторинг расхода воды, устраняет риски для безопасности персонала во время измерений паводков и повышает своевременность и полноту гидрологических данных.
IV. Резюме
Благодаря своим выдающимся характеристикам, таким как бесконтактное управление, высокая степень интеграции, простота установки и минимальное техническое обслуживание, интегрированный гидрологический радарный расходомер меняет традиционные методы мониторинга гидрологического стока. Он идеально решает задачи измерения в сложных условиях и широко используется в системах городского водоотведения, гидротехнике, экологическом мониторинге, сельскохозяйственном орошении и многих других областях. Он обеспечивает надежную поддержку данных и техническую гарантию для интеллектуального управления водными ресурсами, администрирования водных ресурсов, а также предотвращения наводнений и засух, что делает его незаменимым инструментом в современных системах гидрологического мониторинга.
Полный комплект серверов и программного обеспечения беспроводного модуля, поддерживающий RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для большего количества радарных датчиков информация,
Пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Дата публикации: 02.09.2025