氣泡式水位計與激光水位計在中小水庫中的應用
氣泡水位計|激光水位計對比
- 氣泡式水位計的原理和特性以及注意事項
- 原理
借助密封容器內(nèi)靜止空氣壓力相等的物理學原理，將液體底部的壓力轉(zhuǎn)換成壓縮空氣的壓力，并通過壓縮空氣的無損壓力傳遞作用，將液體底部的壓力通過吹氣管傳導至液面以上，采用精密的擴散硅壓力傳感器，可測得壓縮空氣的壓力，然后，通過微處理器的換算，可獲得精確的液位數(shù)據(jù)。
- 特性
1.2.1優(yōu)點
- 高精度：全量程0.1%（0~15m）；
- 高可靠性：在15m水頭壓力下，測量誤差不超過0.1%，常壓下經(jīng)6個月連續(xù)使用壓力變化不大于0.1%
- 全溫度補償：在-25℃～60℃范圍，測量精度不變
- 數(shù)據(jù)格式及單位：BCD碼，格雷碼，二進制碼；水位單位：mm，cm，m
- 抗干擾設計：測量參數(shù)設置在E PROM中，傳感器掉電，設置不受影響
- 電壓范圍大：傳感器在10～16V直流電壓下均可正常工作
- 安裝、維護簡單：將通氣管口固定在一定高程上，保持氣路不泄露即可，每三個 月更換一次干燥劑（或視情更換）
1.2.2缺點
- 氣泵打氣直接進入氣管，每次測量時必須打氣，頻繁讀取數(shù)據(jù)時氣泵極易損壞。
- 無氣體干燥系統(tǒng)，濕氣進入氣管內(nèi)，溫濕度變化導致氣管內(nèi)壓力隨之改變，影響水位測量精度。
- 頻繁打氣導致功耗增加。
- 易被泥沙堵塞、維護困難。
1.2.3安裝
傳感器氣管探頭安裝位置及存在方式尤為重要，關系到水位測量精度，探頭安裝位置應使其位置不隨水流和浪涌產(chǎn)生顫動。氣管要求有φ50mm的不銹鋼管做成保護管保護，盡可能埋在地下，氣管必須沿向下的坡度，保護管所有拐彎的部分曲度不能過于尖銳，應讓氣管有一個光滑的通道，用高密度混泥土塊且有份量的、穩(wěn)定的插入河岸的關鍵部位以固定氣管，防止洪水威脅或塌陷，或?qū)夤芄潭ㄔ谝延械姆€(wěn)定建筑物上。氣管出口應安裝于zui低水位以下0.5米處固定好，避免水流和浪涌引起探頭顫動或損壞。在過于渾濁水體中需安裝2000立方厘米的凈水裝置，以提高水位計精度。
1.2.4氣泡式水位計應注意的事項
水位探頭（氣管出氣口）必須固定且避開淤泥水草和否則會影響測量精度甚至堵塞。
1.2.5使用中易出現(xiàn)的問題
水位計關鍵測量水頭凈壓值來實現(xiàn)其監(jiān)測任務，氣泵吹氣壓力一定，那么水頭凈壓值和水體密度相關，即測量值準確度和水體含沙量密切相關。江河水體密度不斷變化，每次測量的都會產(chǎn)生誤差。如果每個1~2小時進行設置密度修正，就不利于水位的實時監(jiān)測以及實現(xiàn)無人值守。
- 激光水位計的原理和特性
2.1、原理
水位計（液位計）測量時，控制器發(fā)射一束紅色激光耦合到光纖內(nèi)，經(jīng)過光纖傳輸?shù)綔y量現(xiàn)場后經(jīng)探頭照射到浮子上，反射光攜帶測量數(shù)據(jù)返回控制器，控制器測出水位數(shù)據(jù)可直接顯示于液晶顯示屏或通過通信模塊輸出。
2.2、特性
2.2.1、優(yōu)點
1. 安裝簡單，僅需安裝激光保護管；
2 采用GPRS信號傳輸，無需長距離布線；
3. 精度高，可達±3mm；
4. 測量范圍大，0~22m；
5. 穩(wěn)定性好，不懼電磁干擾；
6. 調(diào)試簡單，僅需調(diào)零一次，后期無漂移不需校準；
7. 多點監(jiān)控，可提供數(shù)據(jù)服務，支持網(wǎng)頁和手機訪問;
8. 分級預警，對不同程度危害的水位分別預警;
9. 手機、網(wǎng)絡報警，水位信息發(fā)送快捷;
10 采用太陽能供電，無需擔心斷電影響測量；
11. 低功耗，可在無太陽情況下運行60天。
2.2.2、缺點
在較深水域且無支撐激光保護管墻面或靜水井的情況下安裝較為困難。
2.2.3安裝
只需要垂直或傾斜安裝一根直徑100mm的激光束保護管即可，解決了建造標準豎井的困難以及經(jīng)費等問題。
氣泡水位計|激光水位計分析、比較
中小水庫可分為3中類型：1、水庫有豎直墻面；2、水庫有傾斜墻面；3、水庫堤壩是使用泥土建成，既無豎直墻面也無傾斜墻面只有不規(guī)則土坡。氣泡式水位計和激光水位計在*種、第二種類型的水庫中安裝方法相同，但氣泡式水位計需要使用鍍鋅鋼管作為氣管保護管，安裝難度相對較大。在第三類水庫中氣泡式水位計氣管需要采用地埋施工，激光式水位計需要建立安裝支柱，兩種水位計安裝難度差別不大。但在豐水期時激光水位計可以采用分段式安裝，即在豐水期時激光水位計完成水面安裝并將激光保護管安裝至水下2m（采用不銹鋼管可以安裝至水下4m），確保水位準確測量。在枯水期時再將下半部分激光保護管延長至死水位以下。氣泡式水位計由于水下探頭部分需要固定所以無法在豐水期安裝。由于武漢市中小水庫在5月份啟動，此時武漢市各水庫正處于豐水期。不利于氣泡式水位計安裝。綜上所述激光水位計比氣泡式水位計更適合中小水庫。
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