Máy đo mực nước bằng radar thủy văn, còn được gọi là máy đo mực nước radar không tiếp xúc, là một thiết bị tiên tiến sử dụng sóng điện từ tần số cao (sóng vi ba) để đo khoảng cách đến mặt nước. Nó phát ra sóng radar thông qua một ăng-ten và nhận tín hiệu phản xạ từ mặt nước. Mực nước được tính toán dựa trên thời gian sóng truyền đi quãng đường này.
Các đặc điểm cốt lõi của nó như sau:
1. Đo lường không tiếp xúc
- Ưu điểm: Cảm biến không tiếp xúc với nguồn nước cần đo, về cơ bản tránh được các vấn đề vốn có của các phương pháp tiếp xúc – chẳng hạn như lắng đọng phù sa, vướng rong rêu, ăn mòn và đóng băng – những vấn đề thường gặp ở các thiết bị đo truyền thống (ví dụ: loại phao, loại dựa trên áp suất).
- Kết quả: Chi phí bảo trì cực thấp và tuổi thọ cao, đặc biệt phù hợp với môi trường thủy văn khắc nghiệt.
2. Độ chính xác đo cao, không bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường
- Ưu điểm: Sự lan truyền của sóng radar hầu như không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, gió, mưa hoặc bụi.
- So sánh với đồng hồ đo mức siêu âm: Độ chính xác của đồng hồ đo mức siêu âm bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ môi trường (cần có hiệu chỉnh) và gió mạnh, trong khi sóng radar hoạt động xuất sắc trong các điều kiện này, mang lại độ ổn định vượt trội.
3. Khả năng chống nhiễu mạnh mẽ
- Ưu điểm: Máy đo mức bằng radar thường hoạt động ở dải tần K hoặc cao hơn, có góc chùm tia nhỏ và năng lượng tập trung. Điều này cho phép chúng xuyên qua bọt, hơi nước và một lượng nhỏ mảnh vụn nổi một cách hiệu quả, đồng thời không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi màu sắc hoặc mật độ nước.
- Kết quả: Có thể thu được các phép đo ổn định và đáng tin cậy ngay cả trên mặt nước có sóng nhẹ, bọt hoặc hơi nước.
4. Lắp đặt dễ dàng, không cần sửa đổi cấu trúc.
- Ưu điểm: Chỉ cần một vị trí lắp đặt phù hợp phía trên điểm đo (ví dụ: trên cầu, dầm ngang trong giếng giảm tốc hoặc cột). Không cần phải xây dựng giếng giảm tốc hoặc thực hiện những sửa đổi lớn đối với các công trình hiện có.
- Kết quả: Giảm đáng kể chi phí xây dựng dân dụng và độ phức tạp lắp đặt, đặc biệt có lợi cho việc nâng cấp các nhà ga hiện có.
5. Phạm vi ứng dụng rộng rãi
- Ưu điểm: Có thể sử dụng trên hầu hết các loại nguồn nước, bao gồm sông, kênh đào, hồ chứa, hồ, giếng nước ngầm và các loại bể chứa khác nhau trong các nhà máy xử lý nước thải (giếng đầu vào, bể sục khí, v.v.).
Nhược điểm và những điều cần cân nhắc:
- Chi phí ban đầu cao hơn: Chi phí mua sắm thường cao hơn so với các loại cảm biến áp suất ngâm truyền thống hoặc đồng hồ đo mực nước kiểu phao.
- Nhiễu tín hiệu giả: Trong các giếng lắng hẹp hoặc môi trường phức tạp với nhiều đường ống hoặc giá đỡ, sóng radar có thể phản xạ từ các bức tường bên trong hoặc các vật cản khác, tạo ra các tín hiệu giả cần được lọc bằng phần mềm. Các thiết bị đo mức bằng radar hiện đại thường tích hợp các thuật toán xử lý tín hiệu giả tiên tiến để giải quyết vấn đề này.
- Ảnh hưởng của sóng cực mạnh: Ở vùng biển mở với sóng rất lớn (ví dụ: bờ biển, hồ chứa lớn), sự dao động mạnh trên mặt nước có thể gây khó khăn cho việc đo lường và đảm bảo tính ổn định của phép đo, đòi hỏi phải lựa chọn mô hình phù hợp hơn và vị trí lắp đặt tối ưu.
2. Các trường hợp ứng dụng
Nhờ đặc tính không tiếp xúc và độ tin cậy cao, máy đo mực nước bằng radar được sử dụng rộng rãi trong giám sát thủy văn, các dự án thủy lợi và quản lý nguồn nước đô thị.
Trường hợp 1: Các trạm quan trắc thủy văn trên các con sông vùng núi
- Thách thức: Mực nước ở các con sông miền núi lên xuống nhanh chóng, dòng chảy xiết mang theo lượng lớn phù sa và các mảnh vụn trôi nổi (cành cây, rong rêu). Các cảm biến tiếp xúc truyền thống dễ bị hỏng, tắc nghẽn hoặc vướng víu, dẫn đến mất dữ liệu.
- Giải pháp: Lắp đặt một thiết bị đo mực nước bằng radar trên cầu, với đầu dò hướng thẳng đứng xuống mặt sông.
- Kết quả:
- Không cần bảo trì: Hoàn toàn tránh được ảnh hưởng của trầm tích và mảnh vụn, đảm bảo ghi lại đầy đủ biểu đồ thủy văn trong mùa lũ.
- An toàn: Nhân viên lắp đặt và bảo trì không cần phải làm việc ở mép nước nguy hiểm hoặc trong thời gian lũ lụt, đảm bảo an toàn.
- Tính toàn vẹn dữ liệu: Cung cấp dữ liệu quan trọng liên tục, chính xác cho cảnh báo lũ lụt và điều tiết tài nguyên nước.
Trường hợp 2: Mạng lưới thoát nước đô thị và giám sát ngập úng
- Thách thức: Môi trường bên trong hệ thống cống rãnh đô thị và cống hộp rất khắc nghiệt, với các vấn đề như khí sinh học ăn mòn, lắng đọng bùn và thiệt hại do côn trùng gây ra. Các cảm biến tiếp xúc dễ bị hư hỏng và khó bảo trì.
- Giải pháp: Lắp đặt các thiết bị đo mực nước bằng radar có độ bảo vệ cao (có khả năng chống cháy nổ) bên trong nắp cống hoặc dầm ngang để đo mực nước bên trong giếng.
- Kết quả:
- Chống ăn mòn: Phương pháp đo không tiếp xúc không bị ảnh hưởng bởi các khí ăn mòn bên trong giếng.
- Chống lắng cặn: Ngăn ngừa hỏng cảm biến do bị vùi trong bùn.
- Giám sát thời gian thực: Theo dõi mực nước trong đường ống theo thời gian thực, cung cấp dữ liệu hỗ trợ cho việc điều phối hệ thống thoát nước đô thị và cảnh báo ngập úng, góp phần vào các sáng kiến “Nước thông minh” và “Thành phố bọt biển”.
Trường hợp 3: Giám sát an toàn hồ chứa và đập
- Thách thức: Mực nước hồ chứa là một thông số vận hành cốt lõi, đòi hỏi phép đo phải hoàn toàn chính xác và đáng tin cậy. Các phương pháp truyền thống có thể bị ảnh hưởng bởi sự phát triển của thảm thực vật trên sườn đập trong khu vực dao động mực nước.
- Giải pháp: Lắp đặt các thiết bị đo mực nước bằng radar độ chính xác cao ở cả hai bên cửa xả tràn của đập hoặc trên tháp quan trắc để theo dõi mực nước hồ chứa theo thời gian thực.
- Kết quả:
- Độ tin cậy cao: Cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng nhất cho các hoạt động kiểm soát lũ lụt hồ chứa và cung cấp nước.
- Tích hợp liền mạch: Dữ liệu có thể được tích hợp trực tiếp vào các hệ thống báo cáo dòng chảy mưa tự động và hệ thống giám sát an toàn đập, cho phép quản lý tự động.
- Độ ổn định lâu dài: Hầu như không bị hao mòn, cung cấp dữ liệu nhất quán trong thời gian dài, lý tưởng cho việc giám sát an toàn.
Trường hợp 4: Hệ thống đo mực nước tự động trong kênh tưới tiêu
- Thách thức: Các kênh tưới tiêu nông nghiệp có dòng chảy tương đối nhẹ nhàng nhưng có thể chứa nhiều cỏ dại. Cần một phương pháp đo lường ít tốn công bảo trì để quản lý và tính phí tài nguyên nước hiệu quả.
- Giải pháp: Lắp đặt các thiết bị đo mực nước bằng radar tại các vị trí quan trọng (ví dụ: cửa van, máng dẫn). Bằng cách đo mực nước và kết hợp với mặt cắt ngang của kênh và mô hình thủy lực, lưu lượng tức thời và tổng thể tích tích lũy sẽ được tính toán.
- Kết quả:
- Lắp đặt đơn giản: Không cần xây dựng các cấu trúc đo lường phức tạp trong kênh.
- Đọc chỉ số từ xa: Kết hợp với các thiết bị đầu cuối đo từ xa, hệ thống này cho phép thu thập dữ liệu và lập hóa đơn tự động từ xa, hiện đại hóa công tác quản lý tưới tiêu.
Bản tóm tắt
Máy đo mực nước bằng radar thủy văn, với những đặc điểm nổi bật như hoạt động không tiếp xúc, độ chính xác cao, độ tin cậy cao và chi phí bảo trì thấp, đang trở thành một trong những công nghệ được ưa chuộng trong giám sát thủy văn và tài nguyên nước hiện đại. Chúng giải quyết hiệu quả nhiều khó khăn mà các phương pháp đo mực nước truyền thống gặp phải trong môi trường phức tạp, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ cho cảnh báo lũ lụt, quản lý tài nguyên nước, phòng chống ngập úng đô thị và vận hành an toàn các dự án công trình thủy lực.
Trọn bộ máy chủ và mô-đun phần mềm không dây, hỗ trợ RS485 GPRS /4G/WIFI/LORA/LORAWAN.
Để biết thêm thông tin về cảm biến radar,
Vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.
Email: info@hondetech.com
Trang web công ty:www.hondetechco.com
Điện thoại: +86-15210548582
Thời gian đăng bài: 30 tháng 10 năm 2025