ลักษณะเฉพาะของเครื่องวัดระดับน้ำด้วยเรดาร์ทางอุทกศาสตร์

เครื่องวัดระดับน้ำด้วยเรดาร์แบบไม่สัมผัส หรือที่รู้จักกันในชื่อเครื่องวัดระดับน้ำใต้น้ำ เป็นเครื่องมือขั้นสูงที่ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง (ไมโครเวฟ) ในการวัดระยะห่างจากผิวน้ำ โดยจะส่งคลื่นเรดาร์ผ่านเสาอากาศและรับคลื่นสะท้อนจากผิวน้ำ ระดับน้ำจะคำนวณจากเวลาที่คลื่นใช้ในการเดินทางระยะทางนั้น

ลักษณะสำคัญของมันมีดังต่อไปนี้:

1. การวัดแบบไม่สัมผัส

• ข้อดี: เซ็นเซอร์ไม่สัมผัสกับแหล่งน้ำที่วัด จึงหลีกเลี่ยงปัญหาที่เกิดขึ้นจากวิธีการวัดแบบสัมผัส เช่น การตกตะกอนของตะกอนดิน การพันกันของวัชพืช การกัดกร่อน และการเกิดน้ำแข็ง ซึ่งเป็นปัญหาที่พบในเครื่องวัดระดับน้ำแบบดั้งเดิม (เช่น แบบลูกลอย แบบใช้แรงดัน)
• ผลลัพธ์: บำรุงรักษาน้อยมากและมีอายุการใช้งานยาวนาน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุทกวิทยาที่รุนแรง

2. ความแม่นยำในการวัดสูง ไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อม

• ข้อดี: การแพร่กระจายของคลื่นเรดาร์แทบจะไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ ความชื้น ความดันบรรยากาศ ลม ฝน หรือฝุ่นละออง
• การเปรียบเทียบกับเครื่องวัดระดับแบบอัลตราโซนิก: ความแม่นยำของเครื่องวัดระดับแบบอัลตราโซนิกได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม (ซึ่งต้องมีการชดเชย) และลมแรง ในขณะที่คลื่นเรดาร์ทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในสภาวะเหล่านี้ และให้ความเสถียรที่เหนือกว่า

3. ความสามารถในการต้านทานการแทรกแซงสูง

• ข้อดี: เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์มักทำงานในย่านความถี่ K หรือสูงกว่า โดยมีมุมลำแสงแคบและพลังงานเข้มข้น ทำให้สามารถทะลุผ่านฟอง ไอระเหย และเศษสิ่งสกปรกที่ลอยอยู่ในน้ำได้เล็กน้อยอย่างมีประสิทธิภาพ และไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสีหรือความหนาแน่นของน้ำ
• ผลลัพธ์: สามารถวัดค่าได้อย่างเสถียรและเชื่อถือได้ แม้บนผิวน้ำที่มีคลื่นเล็กน้อย ฟอง หรือไอน้ำ

4. ติดตั้งง่าย ไม่จำเป็นต้องดัดแปลงโครงสร้าง

• ข้อดี: ต้องการเพียงตำแหน่งติดตั้งที่เหมาะสมเหนือจุดวัด (เช่น บนสะพาน คานขวางในบ่อพักน้ำ หรือเสา) ไม่จำเป็นต้องสร้างบ่อพักน้ำหรือทำการดัดแปลงโครงสร้างที่มีอยู่เดิมอย่างมาก
• ผลลัพธ์: ช่วยลดต้นทุนด้านวิศวกรรมโยธาและความซับซ้อนในการติดตั้งได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นประโยชน์สำหรับการปรับปรุงสถานีที่มีอยู่เดิม

5. การใช้งานที่หลากหลาย

• ข้อดี: สามารถใช้ได้กับแหล่งน้ำเกือบทุกประเภท รวมถึงแม่น้ำ คลอง อ่างเก็บน้ำ ทะเลสาบ บ่อน้ำบาดาล และถังต่างๆ ในโรงบำบัดน้ำเสีย (บ่อรับน้ำ ถังเติมอากาศ ฯลฯ)

ข้อเสียและข้อควรพิจารณา:

• ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า: โดยทั่วไปแล้วต้นทุนการจัดซื้อจะสูงกว่าเมื่อเทียบกับทรานสดิวเซอร์วัดแรงดันใต้น้ำแบบดั้งเดิมหรือมาตรวัดระดับน้ำแบบลูกลอย
• การรบกวนจากเสียงสะท้อนเท็จ: ในบ่อพักน้ำแคบๆ หรือสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนซึ่งมีท่อหรือโครงยึดจำนวนมาก คลื่นเรดาร์อาจสะท้อนจากผนังด้านในหรือสิ่งกีดขวางอื่นๆ ทำให้เกิดเสียงสะท้อนเท็จซึ่งต้องใช้ซอฟต์แวร์ในการกรอง เครื่องวัดระดับเรดาร์สมัยใหม่มักมีอัลกอริธึมการประมวลผลเสียงสะท้อนขั้นสูงเพื่อจัดการกับปัญหานี้
• ผลกระทบจากคลื่นขนาดใหญ่: ในน่านน้ำเปิดที่มีคลื่นขนาดใหญ่มาก (เช่น ชายฝั่ง อ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่) ความผันผวนของผิวน้ำอย่างรุนแรงอาจส่งผลกระทบต่อความเสถียรของการวัด ทำให้จำเป็นต้องเลือกแบบจำลองที่เหมาะสมกว่าและตำแหน่งการติดตั้งที่เหมาะสมที่สุด

2. กรณีศึกษาการประยุกต์ใช้

เนื่องจากเป็นเครื่องวัดระดับน้ำแบบไม่สัมผัสและมีความน่าเชื่อถือสูง เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบปริมาณน้ำ โครงการอนุรักษ์น้ำ และการจัดการน้ำในเขตเมือง

กรณีที่ 1: สถานีตรวจวัดอุทกวิทยาในแม่น้ำบนภูเขา

• ความท้าทาย: ระดับน้ำในแม่น้ำบนภูเขาสูงขึ้นและลดลงอย่างรวดเร็ว โดยมีกระแสน้ำเชี่ยวกรากพัดพาตะกอนและเศษซากลอยน้ำจำนวนมาก (กิ่งไม้ วัชพืช) เซ็นเซอร์แบบสัมผัสแบบดั้งเดิมนั้นเสียหาย อุดตัน หรือพันกันได้ง่าย ทำให้ข้อมูลสูญหาย
• วิธีแก้ปัญหา: ติดตั้งเครื่องวัดระดับเรดาร์บนสะพาน โดยให้หัววัดชี้ลงในแนวตั้งไปยังผิวน้ำ
• ผลลัพธ์:
  • ไม่ต้องบำรุงรักษา: ป้องกันผลกระทบจากตะกอนและเศษซากได้อย่างสมบูรณ์ และบันทึกปริมาณน้ำไหลได้อย่างแม่นยำในช่วงฤดูน้ำท่วม
  • ความปลอดภัย: บุคลากรด้านการติดตั้งและบำรุงรักษาไม่จำเป็นต้องปฏิบัติงานบริเวณริมน้ำที่เป็นอันตรายหรือในระหว่างเกิดน้ำท่วม เพื่อความปลอดภัย
  • ความสมบูรณ์ของข้อมูล: ให้ข้อมูลสำคัญที่ถูกต้องและต่อเนื่องสำหรับการเตือนภัยน้ำท่วมและการควบคุมทรัพยากรน้ำ

กรณีที่ 2: ระบบระบายน้ำในเขตเมืองและการตรวจสอบปัญหาน้ำท่วมขัง

• ความท้าทาย: สภาพแวดล้อมภายในท่อระบายน้ำเสียในเมืองและท่อระบายน้ำแบบกล่องมีความรุนแรง ก่อให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น ก๊าซชีวภาพที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การตกตะกอนของตะกอน และความเสียหายจากแมลงศัตรูพืช เซ็นเซอร์แบบสัมผัสเสียหายได้ง่ายและบำรุงรักษายาก
• วิธีแก้ปัญหา: ติดตั้งเครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์ที่มีระดับการป้องกันสูง (อาจเป็นแบบป้องกันการระเบิด) ไว้ด้านในฝาปิดบ่อพักหรือคานขวาง เพื่อวัดระดับน้ำภายในบ่อ
• ผลลัพธ์:
  • ทนต่อการกัดกร่อน: การวัดแบบไม่สัมผัสจะไม่ได้รับผลกระทบจากก๊าซกัดกร่อนภายในบ่อ
  • ป้องกันการสะสมของตะกอน: ป้องกันเซ็นเซอร์เสียหายเนื่องจากการถูกฝังอยู่ใต้ตะกอน
  • การตรวจสอบแบบเรียลไทม์: ตรวจสอบระดับน้ำในท่อแบบเรียลไทม์ ให้ข้อมูลสนับสนุนสำหรับการจัดการระบบระบายน้ำในเขตเมืองและการเตือนภัยน้ำท่วมขัง ซึ่งมีส่วนช่วยในโครงการ "น้ำอัจฉริยะ" และ "เมืองฟองน้ำ"

กรณีที่ 3: การตรวจสอบความปลอดภัยของอ่างเก็บน้ำและเขื่อน

• ความท้าทาย: ระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำเป็นพารามิเตอร์การดำเนินงานที่สำคัญ ซึ่งจำเป็นต้องมีการวัดที่เชื่อถือได้และแม่นยำอย่างยิ่ง วิธีการแบบดั้งเดิมอาจได้รับผลกระทบจากการเจริญเติบโตของพืชบนลาดเขื่อนภายในเขตที่มีการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำ
• แนวทางแก้ไข: ติดตั้งเครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์ความแม่นยำสูงทั้งสองด้านของทางระบายน้ำล้นของเขื่อน หรือบนหอตรวจสอบ เพื่อตรวจสอบระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำแบบเรียลไทม์
• ผลลัพธ์:
  • ความน่าเชื่อถือสูง: ให้ข้อมูลที่สำคัญที่สุดสำหรับการควบคุมอุทกภัยในอ่างเก็บน้ำและการจัดหาน้ำ
  • การผสานรวมอย่างราบรื่น: ข้อมูลสามารถผสานรวมเข้ากับระบบรายงานปริมาณน้ำฝนและการไหลของน้ำอัตโนมัติ และระบบตรวจสอบความปลอดภัยของเขื่อนได้โดยตรง ทำให้สามารถจัดการได้อย่างอัตโนมัติ
  • ความเสถียรในระยะยาว: แทบไม่มีการสึกหรอ ให้ข้อมูลที่สม่ำเสมอในระยะยาว เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบความปลอดภัย

กรณีที่ 4: การวัดปริมาณน้ำอัตโนมัติในคลองชลประทาน

• ความท้าทาย: คลองชลประทานทางการเกษตรมีอัตราการไหลค่อนข้างเบา แต่ก็อาจมีวัชพืชปะปนอยู่ จำเป็นต้องมีวิธีการวัดที่บำรุงรักษาง่าย เพื่อการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำและการเรียกเก็บค่าใช้จ่ายอย่างมีประสิทธิภาพ
• วิธีแก้ปัญหา: ติดตั้งเครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์ในจุดสำคัญๆ (เช่น ประตูระบายน้ำ รางน้ำ) โดยการวัดระดับน้ำและนำมาประกอบกับหน้าตัดของช่องทางน้ำและแบบจำลองทางไฮดรอลิก จะสามารถคำนวณอัตราการไหลทันทีและปริมาตรสะสมได้
• ผลลัพธ์:
  • ติดตั้งง่าย: ไม่จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างวัดที่ซับซ้อนในคลอง
  • การอ่านมิเตอร์ระยะไกล: เมื่อใช้งานร่วมกับเทอร์มินัลโทรมาตร จะช่วยให้สามารถรวบรวมข้อมูลและเรียกเก็บเงินโดยอัตโนมัติจากระยะไกล ซึ่งเป็นการยกระดับการจัดการระบบชลประทานให้ทันสมัยยิ่งขึ้น

สรุป

เครื่องวัดระดับน้ำแบบเรดาร์อุทกศาสตร์ ด้วยคุณสมบัติเด่นด้านการทำงานแบบไม่สัมผัส ความแม่นยำสูง ความน่าเชื่อถือสูง และการบำรุงรักษาต่ำ กำลังกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมในด้านอุทกวิทยาและการตรวจสอบทรัพยากรน้ำในปัจจุบัน เทคโนโลยีนี้สามารถแก้ไขปัญหาหลายประการที่วิธีการวัดระดับน้ำแบบดั้งเดิมพบเจอในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่แข็งแกร่งสำหรับการเตือนภัยน้ำท่วม การจัดการทรัพยากรน้ำ การป้องกันน้ำท่วมขังในเมือง และการดำเนินงานอย่างปลอดภัยของโครงการวิศวกรรมไฮดรอลิก

ชุดเซิร์ฟเวอร์และโมดูลซอฟต์แวร์ไร้สายครบชุด รองรับ RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเซ็นเซอร์เรดาร์

โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582