IEn els camps del monitoratge hidrològic, el drenatge urbà i l'alerta d'inundacions, és crucial mesurar amb precisió i fiabilitat el cabal en canals oberts (com ara rius, canals de reg i canonades de drenatge). Els mètodes tradicionals de mesura del nivell i la velocitat de l'aigua sovint requereixen que els sensors estiguin submergits a l'aigua, cosa que els fa susceptibles a danys causats per sediments, runes, corrosió i impacte de les inundacions. L'aparició del mesurador de cabal de radar hidrològic integrat, amb els seus avantatges sense contacte, d'alta precisió i multifuncionals, aborda perfectament aquests reptes i s'està convertint cada cop més en la solució preferida per al monitoratge hidrològic modern.
I. Què és un mesurador de cabal "integrat"?
El terme «integrat» fa referència a la consolidació de tres funcions de mesura bàsiques en un sol dispositiu:
- Mesura de la velocitat: utilitza el principi de l'efecte Doppler del radar emetent microones cap a la superfície de l'aigua i rebent ecos, calculant la velocitat del flux superficial en funció dels canvis de freqüència.
- Mesura del nivell de l'aigua: Empra tecnologia de radar d'ona contínua modulada per freqüència (FMCW), que mesura amb precisió la distància entre el sensor i la superfície de l'aigua calculant la diferència de temps entre la transmissió i la recepció de microones, i així deriva el nivell de l'aigua.
- Càlcul del cabal: Equipat amb un processador d'alt rendiment, calcula automàticament els cabals instantanis i acumulatius mitjançant models hidràulics (per exemple, el mètode velocitat-àrea) basats en mesures en temps real del nivell i la velocitat de l'aigua, combinades amb la forma i les dimensions de la secció transversal del canal de preentrada (per exemple, rectangular, trapezoïdal, circular).
II. Característiques i avantatges principals
- Mesurament totalment sense contacte
- Característica: El sensor està suspès per sobre de la superfície de l'aigua sense contacte directe amb la massa d'aigua.
- Avantatge: Evita completament problemes com l'acumulació de sediments, l'enredament amb deixalles, la corrosió i l'esquerdament, cosa que redueix significativament els costos de manteniment i el desgast del sensor. Particularment adequat per a condicions dures com inundacions i aigües residuals.
- Alta precisió i fiabilitat
- Característica: La tecnologia de radar ofereix fortes capacitats antiinterferències i es veu menys afectada per factors ambientals com la temperatura, la humitat i la qualitat de l'aigua. La precisió del mesurament del nivell d'aigua del radar FMCW pot arribar a ±2 mm, amb un mesurament de velocitat estable.
- Avantatge: Proporciona dades hidrològiques contínues, estables i precises, oferint una base fiable per a la presa de decisions.
- Fàcil instal·lació i manteniment
- Característica: Només requereix un suport (per exemple, en un pont o pal) per fixar el sensor per sobre del canal, alineat amb la secció transversal de mesura. No calen estructures civils com ara pous tranquil·litzadors o canals.
- Avantatge: Simplifica enormement l'enginyeria d'instal·lació, escurça el temps de construcció, redueix els costos civils i els riscos d'instal·lació. El manteniment diari només implica mantenir neta la lent del radar, minimitzant els esforços de manteniment.
- Funcionalitat integrada, intel·ligent i eficient
- Característica: El disseny "integrat" substitueix les configuracions tradicionals de diversos dispositius com ara "sensor de nivell d'aigua + sensor de velocitat del flux + unitat de càlcul del flux".
- Avantatge: Simplifica l'estructura del sistema i redueix els possibles punts de fallada. Els algoritmes integrats realitzen automàticament tots els càlculs i transmeten dades de forma remota a través de 4G/5G, LoRa, Ethernet, etc., permetent un funcionament sense tripulació i una monitorització remota.
- Àmplia gamma i àmplia aplicabilitat
- Característica: Capaç de mesurar tant cabals de baixa velocitat com inundacions d'alta velocitat, amb rangs de mesura del nivell de l'aigua de fins a 30 metres o més.
- Avantatge: Apte per a la monitorització de període complet des de temporades seques fins a temporades d'inundació. El dispositiu no es submergirà ni es farà malbé a causa de pujades sobtades del nivell de l'aigua, cosa que garanteix una recopilació de dades ininterrompuda.
III. Casos d'aplicació típics
Cas 1: Drenatge intel·ligent urbà i avís d'inundació
- Escenari: Una ciutat important necessita controlar el nivell de l'aigua i el cabal de les principals canonades de drenatge i rius en temps real per respondre a pluges extremes i iniciar emergències de control d'inundacions i drenatge amb rapidesa.
- Problema: Els sensors submergits tradicionals s'obstrueixen o es fan malbé fàcilment per les deixalles durant les pluges fortes, i la seva instal·lació i manteniment en pous és difícil i perillós.
- Solució: instal·lar mesuradors de cabal de radar integrats a les principals sortides de les canonades i a les seccions transversals dels rius, muntats en ponts o pals dedicats.
- Resultat: Els dispositius funcionen de manera estable les 24 hores del dia, els 7 dies de la setmana, i carreguen dades de cabal en temps real a la plataforma intel·ligent de gestió de l'aigua de la ciutat. Quan els cabals augmenten, cosa que indica un major risc d'inundació, el sistema emet avisos automàticament i proporciona un temps de resposta valuós. El mesurament sense contacte garanteix la precisió fins i tot en condicions plenes de runes, eliminant la necessitat que el personal entri en zones perilloses per al manteniment.
Cas 2: Monitorització del flux ecològic en enginyeria hidràulica
- Escenari: Les regulacions ambientals exigeixen que les centrals hidroelèctriques i els embassaments alliberin un cert "cabal ecològic" per mantenir la salut del riu aigües avall, cosa que requereix un seguiment continu del compliment.
- Problema: Les sortides d'alliberament presenten entorns complexos amb fluxos turbulents, cosa que dificulta la instal·lació d'instruments tradicionals i la fa propensa a danys.
- Solució: Instal·lar cabalímetres de radar integrats sobre els canals de descàrrega per mesurar directament la velocitat i el nivell de l'aigua del cabal alliberat.
- Resultat: El dispositiu mesura amb precisió les dades de cabal que no es veuen afectades per turbulències ni esquitxades, i genera informes automàticament. Això proporciona proves de compliment innegables per a les autoritats de gestió dels recursos hídrics, alhora que evita les dificultats d'instal·lar equips en zones perilloses.
Cas 3: Mesura d'aigua de reg agrícola
- Escenari: Els grans districtes de reg requereixen una mesura precisa de l'extracció d'aigua a diversos nivells del canal per a la facturació basada en el volum.
- Problema: Els canals contenen alts nivells de sediments, que poden enterrar els sensors de contacte. El subministrament d'energia de camp i la comunicació són difícils.
- Solució: utilitzar cabalímetres de radar integrats amb energia solar instal·lats en ponts de mesurament sobre els canals agrícoles.
- Resultat: El mesurament sense contacte ignora els problemes de sediments, l'energia solar resol els problemes de subministrament d'energia al camp i la transmissió de dades sense fil permet un mesurament automatitzat i precís de l'aigua de reg, promovent la conservació i l'ús eficient de l'aigua.
Cas 4: Construcció d'una estació hidrològica per a rius petits i mitjans
- Escenari: Construcció d'estacions hidrològiques en zones remotes de rius petits i mitjans com a part de la xarxa hidrològica nacional.
- Problema: Costos de construcció elevats i manteniment difícil, especialment durant les inundacions, quan la mesura del cabal és arriscada i difícil.
- Solució: Utilitzar mesuradors de cabal de radar integrats com a equip principal de mesura de cabal, complementats per pous tranquil·litzadors simples (per a la calibració) i sistemes d'energia solar per construir estacions hidrològiques no tripulades.
- Resultat: Redueix significativament la dificultat de l'enginyeria civil i els costos de construcció de les estacions hidrològiques, permet la monitorització automatitzada del cabal, elimina els riscos de seguretat per al personal durant els mesuraments d'inundacions i millora la puntualitat i la integritat de les dades hidrològiques.
IV. Resum
Amb les seves característiques destacades de funcionament sense contacte, alta integració, fàcil instal·lació i mínim manteniment, el cabalímetre de radar hidrològic integrat està remodelant els mètodes tradicionals de monitorització del cabal hidrològic. Aborda perfectament els reptes de mesura en condicions dures i s'utilitza àmpliament en drenatge urbà, enginyeria hidràulica, monitorització ambiental, reg agrícola i molts altres camps. Proporciona un suport de dades robust i garantia tècnica per a la gestió intel·ligent de l'aigua, l'administració dels recursos hídrics i la prevenció d'inundacions i sequeres, convertint-lo en una eina indispensable en els sistemes moderns de monitorització hidrològica.
Conjunt complet de servidors i mòdul sense fil de programari, compatible amb RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Per a més sensors de radar informació,
Poseu-vos en contacte amb Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Lloc web de l'empresa:www.hondetechco.com
Telèfon: +86-15210548582
Data de publicació: 02-09-2025