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降水量与水位监测一体传感器原理及应用

在水文水利、防汛减灾、水资源调度等领域,水雨情数据的精准获取是保障区域水安全的核心前提。随着传感技术发展,单一监测设备已

在水文水利、防汛减灾、水资源调度等领域,水雨情数据的精准获取是保障区域水安全的核心前提。随着传感技术发展,单一监测设备已难满足复杂研判需求,由雷达水位计与翻斗式雨量计整合的降水量与水位监测一体系统,凭借多维度采集能力,成为水雨情监测的关键方案,为水情预警与工程管理筑牢数据根基。

水利行业资深工程师指出,雷达水位计依托 FMCW 调频连续波原理实现非接触式水位监测,其量程可覆盖 0-40m 区间且测量精度稳定在 ±1cm,部分场景下能达到 ±5mm 的高精度标准。该设备采用 9-24V 宽电压供电且典型电压为 12V,12VDC 状态下功耗可控制在 30mA 以内,低功耗特性使其可在偏远山区、恶劣气候区域实现全天候无人值守。同时设备配备 RS485 接口并搭载标准 Modbus 协议,寄存器能实现空高与水深数据的厘米、毫米双单位读取,可同时满足常规监测与高精度研究需求。

该类雷达水位计外壳为铝合金材质且防护等级达 IP68,能适应 - 30℃至 60℃工作温度与 - 35℃至 75℃储存温度,同时可在 0-95% RH 湿度环境稳定运行,不会因温湿度波动出现数据漂移。技术人员强调,安装时需保持设备与水面垂直且探头到水面距离需在量程内,点位应选河道顺直段并避开闸门水口、湍急水流区域,同时要清除水面漂浮杂物,因为雷达波反射路径若被阻断会直接影响测量准确性,此外设备还需与高压线保持安全距离以规避电磁干扰。

翻斗式雨量计是降水量监测核心设备,其结构包含不锈钢外护罩、200±0.6mm 口径承水口、双稳态三角斗室等组件,45° 外刃口承水口可高效收集雨水。设备核心计量部件为等容积双斗室,当一斗室雨水达阈值便会因重力翻倒,另一斗室随即切换工作状态,翻斗侧壁磁钢会随翻动扫描干式舌簧管并输出脉冲信号,每个脉冲对应固定降水量,以此实现降水遥测。该设备可选择 0.2mm 或 0.5mm 计量精度且能应对 10mm/min 强降雨,不锈钢外壳使其具备极强抗恶劣环境能力。安装时需用水平尺校准承雨口,通过 M6 螺栓固定底座并调整调平螺钉使水准泡居中,确保极端天气下设备无抖动倾斜。

两套设备可通过通讯模块接入同一遥测终端实现数据联动,终端会整合水位与降水数据并上传至远端平台,实现水雨情数据实时可视化。该一体系统兼具雷达水位计非接触、无磨损、抗污染优势与雨量计自动化、抗干扰特性,为水情预警模型提供全面参数。

系统可广泛部署于水库、河道、城市管网等区域,为灌区调度、城市排涝、水文测报提供数据支撑。相关专家表示,未来可通过多源数据融合算法与卫星通讯技术,进一步提升系统适配性与服务能力,为智能水雨情监测网络筑牢技术基础。