IВ области гидрологического мониторинга, городского водоотведения и предупреждения о наводнениях точное и надежное измерение расхода воды в открытых руслах (таких как реки, оросительные каналы и дренажные трубы) имеет решающее значение. Традиционные методы измерения уровня и скорости воды часто требуют погружения датчиков в воду, что делает их уязвимыми к повреждениям отложениями, мусором, коррозией и паводками. Появление интегрированного гидрологического радарного расходомера, обладающего бесконтактными, высокоточными и многофункциональными преимуществами, идеально решает эти задачи и становится все более предпочтительным решением для современного гидрологического мониторинга.
I. Что такое «интегрированный» расходомер?
Термин «интегрированный» относится к объединению трех основных функций измерения в одном устройстве:
- Измерение скорости: использует принцип радиолокационного эффекта Доплера, излучая микроволны в направлении поверхности воды и принимая эхо-сигналы, вычисляя скорость поверхностного потока на основе изменений частоты.
- Измерение уровня воды: использует технологию радиолокации с частотно-модулированной непрерывной волной (FMCW), которая точно измеряет расстояние от датчика до поверхности воды, вычисляя разницу во времени между передачей и приемом микроволн, тем самым определяя уровень воды.
- Расчет расхода: оснащен высокопроизводительным процессором, автоматически рассчитывает мгновенный и кумулятивный расход, используя гидравлические модели (например, метод скорости-площади) на основе измерений уровня и скорости воды в реальном времени в сочетании с предварительно введенными данными о форме и размерах поперечного сечения канала (например, прямоугольное, трапециевидное, круглое).
II. Основные характеристики и преимущества
- Полностью бесконтактное измерение
- Особенность: Датчик подвешивается над поверхностью воды без прямого контакта с водоемом.
- Преимущество: Полностью предотвращает такие проблемы, как накопление отложений, застревание мусора, коррозия и вымывание, что значительно снижает затраты на обслуживание и износ датчиков. Особенно подходит для использования в суровых условиях, таких как наводнения и сточные воды.
- Высокая точность и надежность
- Особенности: Радарная технология обеспечивает высокую помехоустойчивость и менее подвержена влиянию таких факторов окружающей среды, как температура, влажность и качество воды. Точность измерения уровня воды с помощью FMCW-радара достигает ±2 мм при стабильном измерении скорости.
- Преимущество: предоставляет непрерывные, стабильные и точные гидрологические данные, обеспечивая надежную основу для принятия решений.
- Простота установки и обслуживания
- Особенность: Для крепления датчика над каналом, совмещенным с измерительным сечением, требуется только кронштейн (например, на мосту или столбе). Не требуются строительные конструкции, такие как успокоительные колодцы или лотки.
- Преимущество: Значительно упрощает процесс монтажа, сокращает время строительства, снижает затраты на строительство и риски, связанные с установкой. Ежедневное обслуживание сводится только к очистке линзы радара, что сводит к минимуму затраты на обслуживание.
- Интегрированная функциональность, интеллектуальная и эффективная
- Особенность: «Интегрированная» конструкция заменяет традиционные многоустройственные установки, такие как «датчик уровня воды + датчик скорости потока + блок расчета потока».
- Преимущество: упрощает структуру системы и сокращает количество потенциальных точек отказа. Встроенные алгоритмы автоматически выполняют все вычисления и передают данные удаленно через 4G/5G, LoRa, Ethernet и т. д., обеспечивая беспилотную эксплуатацию и удаленный мониторинг.
- Широкий диапазон и широкая применимость
- Особенность: возможность измерения как низкоскоростных потоков, так и высокоскоростных паводков с диапазоном измерения уровня воды до 30 метров и более.
- Преимущество: подходит для мониторинга в течение всего периода, от засухи до паводков. Устройство не затапливается и не повреждается при внезапном повышении уровня воды, что обеспечивает непрерывный сбор данных.
III. Типичные случаи применения
Случай 1: Городской интеллектуальный дренаж и предупреждение о подтоплении
- Сценарий: Крупному городу необходимо отслеживать уровень воды и скорость потока в основных дренажных трубопроводах и реках в режиме реального времени, чтобы реагировать на экстремальные ливни и оперативно принимать меры по борьбе с наводнениями и дренажу.
- Проблема: Традиционные погружные датчики легко засоряются или повреждаются мусором во время сильных дождей, а их установка и обслуживание в скважинах сложны и опасны.
- Решение: Установить интегрированные радарные расходомеры на ключевых выходах трубопроводов и перекрестках рек, смонтированные на мостах или специальных опорах.
- Результат: Устройства работают стабильно круглосуточно, передавая данные о расходе воды в режиме реального времени на интеллектуальную платформу управления городским водоснабжением. При резком увеличении расхода, указывающем на повышенный риск подтопления, система автоматически выдает предупреждения, обеспечивая необходимое время реагирования. Бесконтактное измерение обеспечивает точность даже в условиях сильного загрязнения, устраняя необходимость присутствия персонала в опасных зонах для обслуживания.
Случай 2: Экологический мониторинг сброса сточных вод в гидротехнике
- Сценарий: Экологические нормы требуют, чтобы гидроэлектростанции и водохранилища сбрасывали определенный «экологический сток» для поддержания здоровья рек ниже по течению, что требует постоянного контроля за соблюдением норм.
- Проблема: выпускные отверстия представляют собой сложную среду с турбулентными потоками, что затрудняет установку традиционных приборов и повышает вероятность их повреждения.
- Решение: Установить интегрированные радарные расходомеры над сбросными каналами для непосредственного измерения скорости и уровня воды в сбрасываемом потоке.
- Результат: Устройство точно измеряет данные о расходе, не подверженное влиянию турбулентности и брызг, и автоматически формирует отчёты. Это предоставляет органам управления водными ресурсами неопровержимые доказательства соответствия требованиям, позволяя избежать сложностей, связанных с установкой оборудования в опасных зонах.
Случай 3: Измерение расхода воды для орошения в сельском хозяйстве
- Сценарий: Крупные ирригационные округа требуют точного измерения забора воды на различных уровнях каналов для выставления счетов на основе объема.
- Проблема: в каналах высокий уровень осадка, который может засыпать контактные датчики. Электроснабжение и связь на объекте представляют собой сложную задачу.
- Решение: использовать интегрированные радарные расходомеры на солнечных батареях, установленные на измерительных мостах над фермерскими каналами.
- Результат: бесконтактное измерение позволяет игнорировать проблемы с осадком, солнечная энергия решает проблемы электроснабжения полей, а беспроводная передача данных обеспечивает автоматизированное и точное измерение расхода воды для орошения, способствуя экономии и эффективному использованию водных ресурсов.
Пример 4: Строительство гидрологических станций на малых и средних реках
- Сценарий: Строительство гидрологических станций в отдаленных районах на малых и средних реках в составе национальной гидрологической сети.
- Проблема: Высокие затраты на строительство и сложность обслуживания, особенно во время паводков, когда измерение расхода воды сопряжено с риском и трудностями.
- Решение: Использовать интегрированные радарные расходомеры в качестве основного оборудования для измерения расхода, дополненные простыми успокоительными колодцами (для калибровки) и солнечными энергосистемами для создания автоматических гидрологических станций.
- Результат: Значительно снижает сложность гражданского строительства и затраты на строительство гидрологических станций, обеспечивает автоматизированный мониторинг расхода, устраняет риски для безопасности персонала при измерении паводков, а также повышает своевременность и полноту гидрологических данных.
IV. Резюме
Благодаря таким выдающимся характеристикам, как бесконтактное управление, высокая степень интеграции, простота установки и минимальное обслуживание, интегрированный гидрологический радарный расходомер меняет традиционные методы мониторинга гидрологического расхода. Он идеально подходит для измерения в сложных условиях и широко применяется в городских системах водоотведения, гидротехнике, мониторинге окружающей среды, сельскохозяйственном орошении и многих других областях. Он обеспечивает надежную поддержку данных и техническую поддержку 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 беспроводного модуля, поддерживает RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения дополнительной информации о радаре информация,
пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 02.09.2025