
地下水位监测是水文地质调查、水资源管理、矿山灾害预警与生态修复的核心技术环节,其数据精准度与实时性直接决定相关决策的科学性。随着传感技术升级,井下压力式水位传感器凭借高稳定性、强环境适配性与一体化测量优势,成为该领域主流设备。水文监测资深专家指出,相较于传统监测设备,这类传感器的密闭结构与数字化校准技术,更能适配井下高湿、高腐蚀、信号受限的复杂工况。
该传感器的核心工作原理基于流体静力学静水压定律,即水体深度与静水压呈线性正相关,内置压力感测元件可捕获水下点位压力数值,结合水体密度完成水位换算,同时设备普遍集成温度传感模块,可同步获取水温数据。研究人员认为,静水压与水位的线性关联为精准监测提供了核心理论支撑,而温度参数的同步采集拓展了单台设备的监测维度,故而大幅提升其综合应用价值。
在结构与防护层面,传感器探头外壳采用耐腐蚀不锈钢材质,整体为全密封设计且防护等级达 IP68,可长期水下浸泡而不渗漏。配套电缆为直径 7.6mm 的屏蔽导气结构,内部加装高强度钢丝,施工人员可把抗拉负荷交由钢丝承担,保障探头吊装稳定性。行业技术专家表示,全不锈钢密封与屏蔽导气电缆的搭配,既解决了抗腐蚀难题,又能避免导气管堵塞引发的测量偏差,同时屏蔽层可抵御井下电磁干扰,保障信号传输稳定。

技术性能上,其水位测量精度可控制在 ±0.1% F・S 以内,温度测量精度达 ±0.2℃(0~70℃区间)且分辨率为 0.01℃。设备研发团队称,宽电压设计(DC3.8~30V)可适配不同井下供电场景,且具备电源反接与过电压保护功能,使供电安全性与适配性有所提升。此外,设备长期稳定性低于 0.1% F・S / 年,过载能力达 2 倍满量程,工作温度区间为 - 10~80℃,可适应井下多变的温压环境。
传感器井下安装需遵循严格规范,施工人员需将探头通过带钢丝的电缆吊装于井口,同时让重力主要作用于钢丝以确保稳固,井口还需加装防护罩包裹电缆接头,防止导气管堵塞并保护接头,且需可靠连接屏蔽线。地质勘探技术人员表示,探头固定稳定性直接影响数据准确性,若出现晃动会导致压力数据波动,进而引发水位换算偏差,因此钢丝紧固与防护罩安装是关键步骤。
设备接线与通信参数设置是数据传输的前提,其电源与通信共用四芯电缆,红线接电源正极、黄线接负极、蓝线接 RS485 信号正极、绿线接负极,连接电脑需借助对应转换器并确认串口号。通信技术专家强调,工业级 RS485 接口的半双工模式可将传输距离延长至 1200 米,且设备支持多档波特率,默认参数为 9600 波特率、8 位数据位、无校验、1 位停止位,参数更改后可立即生效。
数据采集需依托 MODBUS-RTU 协议,上位机通过 03H 功能码读取水位与温度数据。工程技术人员认为,该协议的标准化让传感器可兼容多数工控系统,用户可按需选择串口调试软件、专用调试工具或自主开发软件操作设备,同时数据传输具备抗浪涌能力,能降低井下电磁环境的干扰。
