IV oblastech hydrologického monitorování, odvodňování měst a varování před povodněmi je přesné a spolehlivé měření průtoku v otevřených korytech (jako jsou řeky, zavlažovací kanály a odvodňovací potrubí) klíčové. Tradiční metody měření hladiny a rychlosti vody často vyžadují ponoření senzorů do vody, což je činí náchylnými k poškození sedimenty, nečistotami, korozí a dopady povodní. Vznik integrovaného hydrologického radarového průtokoměru s jeho bezkontaktními, vysoce přesnými a multifunkčními výhodami tyto výzvy dokonale řeší a stále více se stává preferovaným řešením pro moderní hydrologický monitoring.
I. Co je to „integrovaný“ průtokoměr?
Termín „integrovaný“ označuje sloučení tří základních měřicích funkcí do jednoho zařízení:
- Měření rychlosti: Využívá princip Dopplerova jevu radaru vyzařováním mikrovln směrem k hladině vody a přijímáním ozvěn, přičemž na základě změn frekvence vypočítává rychlost proudění na hladině.
- Měření hladiny vody: Využívá radarovou technologii s frekvenčně modulovanou kontinuální vlnou (FMCW), která přesně měří vzdálenost od senzoru k hladině vody výpočtem časového rozdílu mezi vysíláním a příjmem mikrovln, a tím odvozuje hladinu vody.
- Výpočet průtoku: Je vybaven vysoce výkonným procesorem a automaticky vypočítává okamžité a kumulativní průtoky pomocí hydraulických modelů (např. metoda rychlost-plocha) na základě měření hladiny a rychlosti vody v reálném čase v kombinaci s předem zadaným tvarem a rozměry průřezu kanálu (např. obdélníkový, lichoběžníkový, kruhový).
II. Základní vlastnosti a výhody
- Plně bezkontaktní měření
- Vlastnosti: Senzor je zavěšen nad hladinou vody bez přímého kontaktu s vodní plochou.
- Výhoda: Zcela eliminuje problémy, jako je hromadění sedimentů, zamotávání nečistot, koroze a odírání, což výrazně snižuje náklady na údržbu a opotřebení senzorů. Obzvláště vhodné pro náročné podmínky, jako jsou záplavy a odpadní vody.
- Vysoká přesnost a spolehlivost
- Vlastnosti: Radarová technologie nabízí silné schopnosti ochrany proti rušení a je méně ovlivněna faktory prostředí, jako je teplota, vlhkost a kvalita vody. Přesnost měření hladiny vody radarem FMCW může dosáhnout ±2 mm se stabilním měřením rychlosti.
- Výhoda: Poskytuje nepřetržitá, stabilní a přesná hydrologická data, která nabízejí spolehlivý základ pro rozhodování.
- Snadná instalace a údržba
- Vlastnosti: Vyžaduje pouze držák (např. na mostě nebo sloupu) k upevnění senzoru nad kanálem, zarovnaný s měřeným průřezem. Nejsou potřeba žádné stavební konstrukce, jako jsou uklidňovací studny nebo žlaby.
- Výhoda: Výrazně zjednodušuje instalaci, zkracuje dobu výstavby, snižuje stavební náklady a rizika instalace. Denní údržba zahrnuje pouze udržování čistoty radarové čočky, čímž se minimalizují náklady na údržbu.
- Integrovaná funkcionalita, inteligentní a efektivní
- Vlastnosti: „Integrovaný“ design nahrazuje tradiční uspořádání s více zařízeními, jako například „snímač hladiny vody + snímač rychlosti proudění + jednotka pro výpočet průtoku“.
- Výhoda: Zjednodušuje strukturu systému a snižuje počet potenciálních bodů selhání. Vestavěné algoritmy automaticky provádějí všechny výpočty a přenášejí data na dálku přes 4G/5G, LoRa, Ethernet atd., což umožňuje bezobslužný provoz a vzdálené monitorování.
- Široký rozsah a široká použitelnost
- Vlastnosti: Schopnost měřit jak nízkorychlostní průtoky, tak i vysokorychlostní záplavy s rozsahem měření hladiny vody až 30 metrů nebo více.
- Výhoda: Vhodné pro celodenní monitorování od období sucha až po období povodní. Zařízení se neponoří ani nepoškodí v důsledku náhlého vzestupu hladiny vody, což zajišťuje nepřetržitý sběr dat.
III. Typické případy použití
Případ 1: Varování před inteligentním odvodňováním a zamokřením ve městech
- Scénář: Velké město potřebuje v reálném čase monitorovat hladinu vody a průtok klíčových odvodňovacích potrubí a řek, aby mohlo reagovat na extrémní deště a neprodleně zahájit protipovodňová opatření a nouzové situace v oblasti odvodnění.
- Problém: Tradiční ponorné senzory se při silných deštích snadno ucpávají nebo poškozují nečistotami a jejich instalace a údržba ve studnách je obtížná a nebezpečná.
- Řešení: Instalace integrovaných radarových průtokoměrů na klíčových vývodech potrubí a průřezech řek, namontovaných na mostech nebo vyhrazených sloupech.
- Výsledek: Zařízení fungují stabilně 24 hodin denně, 7 dní v týdnu a nahrávají data o průtoku v reálném čase do městské platformy pro inteligentní vodohospodářství. Když průtok prudce vzroste, což naznačuje zvýšené riziko zamokření, systém automaticky vydá varování a poskytne cenný čas na odezvu. Bezkontaktní měření zajišťuje přesnost i v podmínkách plných nečistot, čímž eliminuje nutnost vstupu personálu do nebezpečných prostor za účelem údržby.
Případ 2: Monitorování ekologického vypouštění proudění ve vodním stavitelství
- Scénář: Environmentální předpisy vyžadují, aby vodní elektrárny a nádrže uvolňovaly určitý „ekologický tok“ k udržení zdraví řek po proudu, což vyžaduje neustálé sledování dodržování předpisů.
- Problém: Vypouštěcí otvory se vyznačují složitým prostředím s turbulentním prouděním, což ztěžuje instalaci tradičních přístrojů a ztěžuje jejich poškození.
- Řešení: Nainstalujte integrované radarové průtokoměry nad výpustné kanály pro přímé měření rychlosti a hladiny vody vypouštěného toku.
- Výsledek: Zařízení přesně měří data o průtoku, aniž by byla ovlivněna turbulencí a stříkající vodou, a automaticky generuje zprávy. To poskytuje orgánům správy vodních zdrojů nepopiratelný důkaz o shodě s předpisy a zároveň se vyhýbá obtížím s instalací zařízení v nebezpečných oblastech.
Případ 3: Měření zemědělské závlahové vody
- Scénář: Velké zavlažovací oblasti vyžadují přesné měření odběru vody na různých úrovních kanálů pro fakturaci na základě objemu.
- Problém: Kanály obsahují vysoké hladiny sedimentů, které mohou zasypat kontaktní senzory. Napájení a komunikace v terénu jsou náročné.
- Řešení: Použijte integrované radarové průtokoměry napájené solární energií instalované na měřicích mostech nad zemědělskými kanály.
- Výsledek: Bezkontaktní měření ignoruje problémy se sedimenty, solární energie řeší problémy s napájením v terénu a bezdrátový přenos dat umožňuje automatizované a přesné měření závlahové vody, což podporuje úsporu vody a její efektivní využívání.
Případ 4: Výstavba hydrologických stanic pro malé a střední řeky
- Scénář: Výstavba hydrologických stanic v odlehlých oblastech na malých a středně velkých řekách jako součást celostátní hydrologické sítě.
- Problém: Vysoké stavební náklady a obtížná údržba, zejména během povodní, kdy je měření průtoku riskantní a náročné.
- Řešení: Použít integrované radarové průtokoměry jako základní zařízení pro měření průtoku, doplněné jednoduchými uklidňovacími studnami (pro kalibraci) a solárními systémy pro vybudování bezobslužných hydrologických stanic.
- Výsledek: Výrazně snižuje náročnost stavebních prací a náklady na výstavbu hydrologických stanic, umožňuje automatizované monitorování průtoků, eliminuje bezpečnostní rizika pro personál během měření povodní a zlepšuje aktuálnost a úplnost hydrologických dat.
IV. Shrnutí
Díky svým vynikajícím vlastnostem bezkontaktního provozu, vysoké integrace, snadné instalaci a minimální údržbě mění integrovaný hydrologický radarový průtokoměr tradiční metody monitorování hydrologického průtoku. Dokonale řeší výzvy měření v náročných podmínkách a je široce používán v městském odvodňování, hydrotechnice, monitorování životního prostředí, zemědělském zavlažování a mnoha dalších oblastech. Poskytuje robustní datovou podporu a technické zabezpečení pro inteligentní hospodaření s vodou, správu vodních zdrojů a prevenci povodní a sucha, což z něj činí nepostradatelný nástroj v moderních hydrologických monitorovacích systémech.
Kompletní sada serverů a softwarového bezdrátového modulu, podpora RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pro více radarových senzorů informace,
Kontaktujte prosím společnost Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas zveřejnění: 2. září 2025