IW dziedzinie monitoringu hydrologicznego, odwodnienia miejskiego i ostrzegania przed powodziami, dokładny i niezawodny pomiar przepływu w kanałach otwartych (takich jak rzeki, kanały irygacyjne i rury drenażowe) ma kluczowe znaczenie. Tradycyjne metody pomiaru poziomu i prędkości wody często wymagają zanurzenia czujników w wodzie, co czyni je podatnymi na uszkodzenia spowodowane osadami, zanieczyszczeniami, korozją i wpływem powodzi. Pojawienie się zintegrowanego hydrologicznego radarowego miernika przepływu, charakteryzującego się bezkontaktowością, wysoką precyzją i wielofunkcyjnością, doskonale rozwiązuje te problemy i staje się coraz bardziej preferowanym rozwiązaniem w nowoczesnym monitoringu hydrologicznym.
I. Czym jest „zintegrowany” przepływomierz?
Termin „zintegrowany” odnosi się do konsolidacji trzech podstawowych funkcji pomiarowych w jednym urządzeniu:
- Pomiar prędkości: Wykorzystuje zasadę efektu Dopplera radarowego poprzez emisję mikrofal w kierunku powierzchni wody i odbieranie echa, obliczając prędkość przepływu powierzchniowego na podstawie zmian częstotliwości.
- Pomiar poziomu wody: wykorzystuje technologię radarową z modulacją częstotliwości fali ciągłej (FMCW), która precyzyjnie mierzy odległość od czujnika do powierzchni wody, obliczając różnicę czasu między transmisją i odbiorem mikrofal, a tym samym określając poziom wody.
- Obliczanie natężenia przepływu: Wyposażone w wydajny procesor urządzenie automatycznie oblicza chwilowe i skumulowane natężenia przepływu przy użyciu modeli hydraulicznych (np. metoda prędkości powierzchniowej) w oparciu o pomiary poziomu wody i prędkości w czasie rzeczywistym, w połączeniu z kształtem i wymiarami przekroju poprzecznego kanału podanymi wcześniej (np. prostokątny, trapezowy, okrągły).
II. Podstawowe cechy i zalety
- Pomiar całkowicie bezkontaktowy
- Cechy: Czujnik jest zawieszony nad powierzchnią wody i nie ma bezpośredniego kontaktu z wodą.
- Zaleta: Całkowicie eliminuje problemy takie jak gromadzenie się osadów, zaplątywanie się zanieczyszczeń, korozja i ścieranie, znacznie redukując koszty konserwacji i zużycie czujnika. Szczególnie nadaje się do trudnych warunków, takich jak powodzie i ścieki.
- Wysoka precyzja i niezawodność
- Cecha: Technologia radarowa oferuje silne właściwości przeciwzakłóceniowe i jest mniej podatna na czynniki środowiskowe, takie jak temperatura, wilgotność i jakość wody. Dokładność pomiaru poziomu wody za pomocą radaru FMCW może sięgać ±2 mm, przy stabilnym pomiarze prędkości.
- Zaleta: Zapewnia ciągłe, stabilne i dokładne dane hydrologiczne, oferując wiarygodną podstawę do podejmowania decyzji.
- Łatwa instalacja i konserwacja
- Cecha: Wymaga jedynie uchwytu (np. na moście lub słupie) do zamocowania czujnika nad kanałem, zgodnie z przekrojem pomiarowym. Nie wymaga stosowania konstrukcji budowlanych, takich jak studnie piętrzące czy koryta.
- Zaleta: Znacznie upraszcza inżynierię instalacji, skraca czas budowy, redukuje koszty cywilne i ryzyko związane z instalacją. Codzienna konserwacja polega jedynie na utrzymaniu soczewki radaru w czystości, minimalizując nakłady na konserwację.
- Zintegrowana funkcjonalność, inteligentna i wydajna
- Cecha: „Zintegrowana” konstrukcja zastępuje tradycyjne konfiguracje obejmujące wiele urządzeń, takie jak „czujnik poziomu wody + czujnik prędkości przepływu + jednostka obliczająca przepływ”.
- Zaleta: Uproszczenie struktury systemu i redukcja potencjalnych punktów awarii. Wbudowane algorytmy automatycznie wykonują wszystkie obliczenia i przesyłają dane zdalnie za pośrednictwem 4G/5G, LoRa, Ethernetu itp., umożliwiając bezobsługową obsługę i zdalny monitoring.
- Szeroki zakres i szerokie zastosowanie
- Cechy: Możliwość pomiaru zarówno przepływów o niskiej prędkości, jak i szybkich powodzi, z zakresem pomiaru poziomu wody do 30 metrów lub więcej.
- Zaleta: Nadaje się do całodobowego monitoringu, od pory suchej do pory powodzi. Urządzenie nie ulegnie zanurzeniu ani uszkodzeniu w wyniku nagłego wzrostu poziomu wody, co zapewnia nieprzerwany zbiór danych.
III. Typowe przypadki zastosowań
Przypadek 1: Inteligentne odwodnienie miejskie i ostrzeżenie przed podtopieniami
- Scenariusz: Duże miasto musi monitorować poziom wody i natężenie przepływu w kluczowych rurociągach odwadniających i rzekach w czasie rzeczywistym, aby móc reagować na ekstremalne burze i niezwłocznie podejmować działania mające na celu kontrolę powodzi i usuwanie awarii odwadniających.
- Problem: Tradycyjne czujniki zanurzane łatwo zatykają się lub ulegają uszkodzeniu wskutek ulewnych deszczy, a ich montaż i konserwacja w studniach jest trudna i niebezpieczna.
- Rozwiązanie: Zainstalować zintegrowane przepływomierze radarowe na głównych wylotach rurociągów i przekrojach rzek, zamontowane na mostach lub specjalnych słupach.
- Rezultat: Urządzenia działają stabilnie 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, przesyłając dane o przepływie w czasie rzeczywistym do miejskiej platformy inteligentnego zarządzania wodą. W przypadku gwałtownego wzrostu natężenia przepływu, wskazującego na zwiększone ryzyko zalania, system automatycznie generuje ostrzeżenia, zapewniając cenny czas reakcji. Bezkontaktowy pomiar zapewnia dokładność nawet w warunkach dużego zanieczyszczonego środowiska, eliminując konieczność wchodzenia personelu do stref niebezpiecznych w celu przeprowadzenia prac konserwacyjnych.
Przypadek 2: Monitorowanie przepływu ekologicznego w inżynierii wodnej
- Scenariusz: Przepisy ochrony środowiska wymagają, aby elektrownie wodne i zbiorniki wodne uwalniały pewien „przepływ ekologiczny” w celu utrzymania zdrowia rzek położonych niżej, co wymaga ciągłego monitorowania zgodności.
- Problem: Otwory spustowe charakteryzują się złożonym środowiskiem z turbulentnymi przepływami, co utrudnia instalację tradycyjnych urządzeń i zwiększa ryzyko ich uszkodzenia.
- Rozwiązanie: Zainstalować zintegrowane radarowe mierniki przepływu nad kanałami odprowadzającymi, aby bezpośrednio mierzyć prędkość i poziom wody odprowadzanej ze zbiornika.
- Rezultat: Urządzenie precyzyjnie mierzy dane dotyczące przepływu, niezakłócone przez turbulencje i rozpryskiwanie, automatycznie generując raporty. Zapewnia to niezaprzeczalny dowód zgodności dla organów zarządzających zasobami wodnymi, jednocześnie eliminując trudności związane z instalacją sprzętu w strefach zagrożonych wybuchem.
Przypadek 3: Pomiar wody do nawadniania rolniczego
- Scenariusz: Duże okręgi irygacyjne wymagają precyzyjnych pomiarów poboru wody na różnych poziomach kanałów w celu rozliczeń na podstawie objętości.
- Problem: Kanały zawierają wysoki poziom osadów, które mogą zakopywać czujniki kontaktowe. Zasilanie i komunikacja w terenie stanowią wyzwanie.
- Rozwiązanie: Należy zastosować zintegrowane przepływomierze radarowe zasilane energią słoneczną, zainstalowane na mostach pomiarowych nad kanałami rolniczymi.
- Wynik: Bezkontaktowy pomiar pozwala pominąć problemy związane z osadami, energia słoneczna rozwiązuje problemy z zasilaniem w terenie, a bezprzewodowa transmisja danych umożliwia automatyczny i precyzyjny pomiar wody nawadniającej, co sprzyja oszczędzaniu wody i jej efektywnemu wykorzystaniu.
Przypadek 4: Budowa stacji hydrologicznej dla rzek małych i średnich
- Scenariusz: Budowa stacji hydrologicznych na terenach oddalonych, na małych i średnich rzekach, jako części krajowej sieci hydrologicznej.
- Problem: Wysokie koszty budowy i trudne utrzymanie, zwłaszcza podczas powodzi, gdy pomiar przepływu jest ryzykowny i trudny.
- Rozwiązanie: Wykorzystanie zintegrowanych przepływomierzy radarowych jako podstawowego sprzętu do pomiaru przepływu, uzupełnionego o proste studnie piętrzące (do kalibracji) i systemy zasilania słonecznego w celu budowy bezobsługowych stacji hydrologicznych.
- Rezultat: Znacznie zmniejsza trudności związane z inżynierią lądową i kosztami budowy stacji hydrologicznych, umożliwia zautomatyzowane monitorowanie przepływu, eliminuje zagrożenia dla bezpieczeństwa personelu podczas pomiarów powodzi oraz poprawia aktualność i kompletność danych hydrologicznych.
IV. Podsumowanie
Dzięki swoim wyjątkowym cechom, takim jak bezkontaktowa obsługa, wysoki poziom integracji, łatwość instalacji i minimalna konserwacja, zintegrowany radarowy przepływomierz hydrologiczny zmienia oblicze tradycyjnych metod monitorowania przepływów hydrologicznych. Doskonale radzi sobie z wyzwaniami pomiarowymi w trudnych warunkach i jest szeroko stosowany w melioracji miejskiej, hydrotechnice, monitoringu środowiska, nawadnianiu rolniczym i wielu innych dziedzinach. Zapewnia solidne wsparcie danych i techniczne zabezpieczenia dla inteligentnego zarządzania wodą, zarządzania zasobami wodnymi oraz zapobiegania powodziom i suszy, co czyni go niezbędnym narzędziem w nowoczesnych systemach monitoringu hydrologicznego.
Kompletny zestaw serwerów i oprogramowania modułu bezprzewodowego, obsługuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Więcej czujników radarowych informacja,
prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Czas publikacji: 02.09.2025