ویژگی‌های سطح‌سنج‌های راداری هیدروگرافی

سطح سنج رادار هیدروگرافی، که به عنوان سطح سنج رادار غیر تماسی آب نیز شناخته می‌شود، ابزاری پیشرفته است که از امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا (مایکروویو) برای اندازه‌گیری فاصله تا سطح آب استفاده می‌کند. این دستگاه موج رادار را از طریق آنتن ارسال می‌کند و پژواک منعکس شده از سطح آب را دریافت می‌کند. سطح آب بر اساس زمانی که طول می‌کشد تا موج این فاصله را طی کند، محاسبه می‌شود.

مشخصات اصلی آن به شرح زیر است:

۱. اندازه‌گیری غیرتماسی

• مزیت: این حسگر با بدنه آب اندازه‌گیری شده تماس پیدا نمی‌کند و اساساً از مشکلات ذاتی روش‌های تماسی - مانند رسوب گل و لای، گیر افتادن علف‌های هرز، خوردگی و یخ‌زدگی - که در گیج‌های سنتی (مثلاً نوع شناور، مبتنی بر فشار) وجود دارد، اجتناب می‌کند.
• نتیجه: نیاز بسیار کم به تعمیر و نگهداری و طول عمر بالا، که آن را به ویژه برای محیط‌های هیدرولوژیکی خشن مناسب می‌سازد.

۲. دقت اندازه‌گیری بالا، تحت تأثیر شرایط محیطی قرار نگرفتن

• مزیت: انتشار امواج رادار عملاً تحت تأثیر دما، رطوبت، فشار اتمسفر، باد، باران یا گرد و غبار قرار نمی‌گیرد.
• مقایسه با گیج‌های اولتراسونیک: دقت گیج سطح اولتراسونیک تحت تأثیر تغییرات دمای محیط (نیاز به جبران‌سازی) و باد شدید قرار می‌گیرد، در حالی که امواج رادار در این شرایط عملکرد بسیار خوبی دارند و پایداری بالاتری ارائه می‌دهند.

3. توانایی قوی ضد تداخل

• مزیت: سطح‌سنج‌های راداری معمولاً در باند K یا فرکانس‌های بالاتر کار می‌کنند، دارای زاویه پرتو کوچک و انرژی متمرکز هستند. این به آنها اجازه می‌دهد تا به طور مؤثر در کف، بخار و مقدار کمی از زباله‌های شناور نفوذ کنند و تحت تأثیر تغییرات رنگ یا چگالی آب قرار نمی‌گیرند.
• نتیجه: اندازه‌گیری‌های پایدار و قابل اعتماد حتی روی سطوح آبی با امواج جزئی، کف یا بخار قابل دستیابی است.

۴. نصب آسان، بدون نیاز به تغییرات ساختاری

• مزیت: فقط به یک موقعیت نصب مناسب در بالای نقطه اندازه‌گیری نیاز دارد (مثلاً روی یک پل، یک تیر افقی در چاه آرامش یا یک تیرک). نیازی به ساخت چاه آرامش یا انجام تغییرات اساسی در سازه‌های موجود نیست.
• نتیجه: هزینه‌های مهندسی عمران و پیچیدگی نصب را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، به ویژه برای ارتقاء ایستگاه‌های موجود مفید است.

۵. طیف گسترده کاربردها

• مزیت: تقریباً در تمام انواع منابع آبی، از جمله رودخانه‌ها، کانال‌ها، مخازن، دریاچه‌ها، چاه‌های آب زیرزمینی و مخازن مختلف در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب (چاه‌های ورودی، مخازن هوادهی و غیره) قابل استفاده است.

معایب و ملاحظات:

• هزینه اولیه بالاتر: هزینه تهیه این نوع سنسورها معمولاً در مقایسه با مبدل‌های فشار مستغرق سنتی یا گیج‌های سطح آب از نوع شناور بیشتر است.
• تداخل پژواک کاذب: در چاه‌های آرام‌سازی باریک یا محیط‌های پیچیده با لوله‌ها یا براکت‌های متعدد، امواج رادار ممکن است از دیواره‌های داخلی یا سایر موانع منعکس شوند و پژواک‌های کاذبی ایجاد کنند که نیاز به فیلتر کردن نرم‌افزاری دارند. سطح‌سنج‌های راداری مدرن معمولاً دارای الگوریتم‌های پیشرفته پردازش پژواک برای مدیریت این مشکل هستند.
• تأثیر شدید امواج: در آب‌های آزاد با امواج بسیار بلند (مثلاً سواحل، مخازن بزرگ)، نوسانات شدید سطح می‌تواند پایداری اندازه‌گیری را به چالش بکشد و انتخاب مدل مناسب‌تر و محل نصب بهینه را ضروری سازد.

۲. موارد کاربرد

با توجه به ماهیت غیرتماسی و قابلیت اطمینان بالا، سطح‌سنج‌های راداری به طور گسترده در پایش هیدرومتری، پروژه‌های حفاظت از آب و مدیریت آب شهری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مورد ۱: ایستگاه‌های پایش هیدرولوژیکی در رودخانه‌های کوهستانی

• چالش: سطح آب در رودخانه‌های کوهستانی به سرعت بالا و پایین می‌رود، و جریان‌های سریع، مقادیر زیادی رسوب و زباله‌های شناور (شاخه‌ها، علف‌های هرز) را حمل می‌کنند. حسگرهای تماسی سنتی به راحتی از بین می‌روند، مسدود می‌شوند یا گیر می‌کنند و منجر به از دست رفتن داده‌ها می‌شوند.
• راه حل: یک سطح سنج راداری را روی پل نصب کنید، به طوری که پروب آن به صورت عمودی به سمت سطح رودخانه باشد.
• نتیجه:
  • بدون نیاز به تعمیر و نگهداری: کاملاً از اثرات رسوب و آوار جلوگیری می‌کند و هیدروگراف کامل را در فصول سیلاب به طور قابل اعتمادی ثبت می‌کند.
  • ایمنی: پرسنل نصب و نگهداری نیازی به کار در لبه خطرناک آب یا در هنگام سیل ندارند و این امر ایمنی را تضمین می‌کند.
  • یکپارچگی داده‌ها: داده‌های حیاتی دقیق و پیوسته‌ای را برای هشدار سیل و تنظیم منابع آب فراهم می‌کند.

مورد ۲: شبکه زهکشی شهری و پایش آبگرفتگی

• چالش: محیط داخلی فاضلاب‌های شهری و آبگذرهای جعبه‌ای خشن است و مشکلاتی مانند بیوگاز خورنده، رسوب گل و لای و آسیب آفات را به همراه دارد. حسگرهای تماسی به راحتی آسیب می‌بینند و نگهداری از آنها دشوار است.
• راه حل: برای اندازه‌گیری سطح آب درون چاه، سطح‌سنج‌های راداری با درجه حفاظت بالا (به‌طور بالقوه ضد انفجار) را در قسمت داخلی پوشش‌های منهول یا تیرهای عرضی نصب کنید.
• نتیجه:
  • مقاوم در برابر خوردگی: اندازه‌گیری غیر تماسی تحت تأثیر گازهای خورنده داخل چاه قرار نمی‌گیرد.
  • ضد رسوب: از خرابی سنسور به دلیل دفن شدن در گل و لای جلوگیری می‌کند.
  • نظارت بلادرنگ: سطح پر شدن لوله‌ها را به صورت بلادرنگ رصد می‌کند، پشتیبانی داده‌ای برای ارسال زهکشی شهری و هشدار آبگرفتگی ارائه می‌دهد و به ابتکارات «آب هوشمند» و «شهر اسفنجی» کمک می‌کند.

مورد ۳: پایش ایمنی مخزن و سد

• چالش: سطح آب مخزن یک پارامتر عملیاتی اصلی است که نیاز به اندازه‌گیری کاملاً قابل اعتماد و دقیق دارد. روش‌های سنتی ممکن است تحت تأثیر رشد پوشش گیاهی روی شیب سد در منطقه نوسان قرار گیرند.
• راه حل: نصب سطح سنج های راداری با دقت بالا در دو طرف سرریز سد یا روی برج مانیتورینگ برای نظارت بر سطح مخزن به صورت بلادرنگ.
• نتیجه:
  • قابلیت اطمینان بالا: مهمترین داده‌های پایه را برای عملیات کنترل سیل مخزن و تأمین آب فراهم می‌کند.
  • یکپارچه‌سازی یکپارچه: داده‌ها می‌توانند مستقیماً در سیستم‌های گزارش خودکار بارش-رواناب و سیستم‌های نظارت بر ایمنی سد ادغام شوند و مدیریت خودکار را امکان‌پذیر سازند.
  • پایداری بلندمدت: تقریباً بدون ساییدگی و پارگی، ارائه داده‌های ثابت در درازمدت، ایده‌آل برای نظارت بر ایمنی.

مورد ۴: اندازه‌گیری خودکار آب در کانال‌های آبیاری

• چالش: کانال‌های آبیاری کشاورزی جریان نسبتاً ملایمی دارند اما ممکن است حاوی علف‌های هرز باشند. برای مدیریت کارآمد منابع آب و صدور صورتحساب، به یک روش اندازه‌گیری کم‌هزینه نیاز است.
• راه حل: در مقاطع کلیدی (مثلاً دریچه‌ها، فلوم‌ها) سطح‌سنج‌های راداری نصب کنید. با اندازه‌گیری سطح آب و ترکیب آن با مقطع کانال و یک مدل هیدرولیکی، دبی لحظه‌ای و حجم تجمعی محاسبه می‌شوند.
• نتیجه:
  • نصب ساده: نیازی به ساخت سازه‌های اندازه‌گیری پیچیده در کانال نیست.
  • قرائت کنتور از راه دور: همراه با پایانه‌های تله‌متری، جمع‌آوری خودکار داده‌ها و صدور صورتحساب از راه دور را امکان‌پذیر می‌کند و مدیریت آبیاری را مدرن می‌سازد.

خلاصه

سطح‌سنج‌های راداری هیدروگرافی، با ویژگی‌های برجسته‌ی عملکرد غیرتماسی، دقت بالا، قابلیت اطمینان بالا و نیاز کم به تعمیر و نگهداری، به یکی از فناوری‌های ترجیحی در هیدرومتری مدرن و پایش منابع آب تبدیل می‌شوند. آن‌ها به طور مؤثر بسیاری از نقاط ضعف روش‌های سنتی اندازه‌گیری سطح آب در محیط‌های پیچیده را برطرف می‌کنند و پشتیبانی فنی قوی برای هشدار سیل، مدیریت منابع آب، جلوگیری از آبگرفتگی شهری و بهره‌برداری ایمن از پروژه‌های مهندسی هیدرولیک ارائه می‌دهند.

مجموعه کامل سرورها و ماژول بی‌سیم نرم‌افزاری، پشتیبانی از RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

برای اطلاعات بیشتر در مورد حسگر رادار،

لطفا با شرکت فناوری هونده تماس بگیرید.

Email: info@hondetech.com

وب‌سایت شرکت:www.hondetechco.com

تلفن: +86-15210548582