氣泡式水位計(jì)與激光水位計(jì)在中小水庫中的應(yīng)用
氣泡水位計(jì)|激光水位計(jì)對比
- 氣泡式水位計(jì)的原理和特性以及注意事項(xiàng)
- 原理
借助密封容器內(nèi)靜止空氣壓力相等的物理學(xué)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(dǎo)至液面以上，采用精密的擴(kuò)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(diǎn)
- 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(gè)月連續(xù)使用壓力變化不大于0.1%
- 全溫度補(bǔ)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(jìn)制碼；水位單位：mm，cm，m
- 抗干擾設(shè)計(jì)：測量參數(shù)設(shè)置在E PROM中，傳感器掉電，設(shè)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(hù)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(gè) 月更換一次干燥劑（或視情更換）
1.2.2缺點(diǎn)
- 氣泵打氣直接進(jìn)入氣管，每次測量時(shí)必須打氣，頻繁讀取數(shù)據(jù)時(shí)氣泵極易損壞。
- 無氣體干燥系統(tǒng)，濕氣進(jìn)入氣管內(nèi)，溫濕度變化導(dǎo)致氣管內(nèi)壓力隨之改變，影響水位測量精度。
- 頻繁打氣導(dǎo)致功耗增加。
- 易被泥沙堵塞、維護(hù)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(guān)系到水位測量精度，探頭安裝位置應(yīng)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(hù)管保護(hù)，盡可能埋在地下，氣管必須沿向下的坡度，保護(hù)管所有拐彎的部分曲度不能過于尖銳，應(yīng)讓氣管有一個(gè)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(guān)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(yīng)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(jì)精度。
1.2.4氣泡式水位計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)
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(jì)關(guān)鍵測量水頭凈壓值來實(shí)現(xiàn)其監(jiān)測任務(wù)，氣泵吹氣壓力一定，那么水頭凈壓值和水體密度相關(guān)，即測量值準(zhǔn)確度和水體含沙量密切相關(guān)。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(gè)1~2小時(shí)進(jìn)行設(shè)置密度修正，就不利于水位的實(shí)時(shí)監(jiān)測以及實(shí)現(xiàn)無人值守。
- 激光水位計(jì)的原理和特性
2.1、原理
水位計(jì)（液位計(jì)）測量時(shí)，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(diǎn)
1. 安裝簡單，僅需安裝激光保護(hù)管；
2 采用GPRS信號傳輸，無需長距離布線；
3. 精度高，可達(dá)±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(zhǔn)；
7. 多點(diǎn)監(jiān)控，可提供數(shù)據(jù)服務(wù)，支持網(wǎng)頁和手機(jī)訪問;
8. 分級預(yù)警，對不同程度危害的水位分別預(yù)警;
9. 手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警，水位信息發(fā)送快捷;
10 采用太陽能供電，無需擔(dān)心斷電影響測量；
11. 低功耗，可在無太陽情況下運(yùn)行60天。
2.2.2、缺點(diǎn)
在較深水域且無支撐激光保護(hù)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(hù)管即可，解決了建造標(biāo)準(zhǔn)豎井的困難以及經(jīng)費(fèi)等問題。
氣泡水位計(jì)|激光水位計(jì)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(jì)和激光水位計(jì)在*種、第二種類型的水庫中安裝方法相同，但氣泡式水位計(jì)需要使用鍍鋅鋼管作為氣管保護(hù)管，安裝難度相對較大。在第三類水庫中氣泡式水位計(jì)氣管需要采用地埋施工，激光式水位計(jì)需要建立安裝支柱，兩種水位計(jì)安裝難度差別不大。但在豐水期時(shí)激光水位計(jì)可以采用分段式安裝，即在豐水期時(shí)激光水位計(jì)完成水面安裝并將激光保護(hù)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(zhǔn)確測量。在枯水期時(shí)再將下半部分激光保護(hù)管延長至死水位以下。氣泡式水位計(jì)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(shí)武漢市各水庫正處于豐水期。不利于氣泡式水位計(jì)安裝。綜上所述激光水位計(jì)比氣泡式水位計(jì)更適合中小水庫。
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