من المساطر البسيطة إلى دقة المليمتر: كيف تُعيد تقنية الرادار عالية التردد تشكيل الرصد الهيدرولوجي

في مجال الرصد الهيدرولوجي التقليدي، اعتدنا على أدوات مادية مثل عصي القياس والمساطر والعوامات. إلا أن الصناعة الحديثة حوّلت هذه العملية البسيطة للقياس إلى علم دقيق للغاية. ومع التطور الهائل في تقنية عدادات التدفق غير التلامسية، وتحديدًا تطبيق تقنية الموجة المستمرة المعدلة التردد (FMCW) بتردد 76-81 جيجاهرتز، تشهد إدارة موارد المياه ثورةً من "التقدير التقريبي" إلى "التحكم الدقيق".
استنادًا إلى أحدث البيانات التقنية، تستكشف هذه المقالة كيف يعيد هذا المستشعر عالي التقنية تعريف معايير تكنولوجيا مقياس تدفق الرادار ويحلل قيمته الحاسمة في تطبيقات مثل مراقبة تدفق الأنهار ومراقبة تدفق مياه الصرف الصحي / مياه الصرف الصحي.
1. قفزة تكنولوجية: التقدم إلى عصر 80 جيجاهرتز

رغم وجود تقنيتي مقياس تدفق الرادار بتردد 24 جيجاهرتز و80 جيجاهرتز في السوق، فإن مستشعر التردد العالي 76-81 جيجاهرتز الموصوف في المصدر يمثل قمة الدقة. على عكس رادارات النبض البسيطة، يستخدم هذا المستشعر تقنية FMCW لإصدار نبضة متواصلة من موجات الراديو، مما يسمح بإجراء قياسات موثوقة للغاية.
تكمن مزاياها الأساسية في تحقيق "دقة مستحيلة":
• مدى فائق ودقة متناهية: يمكنه قياس مستويات المياه من مسافة تصل إلى 65 مترًا بدقة ±1 ملم. ولتوضيح ذلك، يُشبه الأمر قياس سُمك بطاقة ائتمان عبر حوض سباحة كبير.
• الاستجابة السريعة: فهي توفر بيانات مستمرة، حيث تقوم بأخذ قياس جديد كل 500 إلى 800 مللي ثانية.
• منطقة عمياء ضئيلة: يسمح التصميم المتقدم بالقياس بدقة حتى عندما تكون مستويات المياه مرتفعة للغاية وقريبة من المستشعر، مما يلغي الحاجة إلى عمليات الفحص اليدوية المحفوفة بالمخاطر أثناء الفيضانات.
2. التركيز والذكاء: حلول عدادات التدفق في القنوات المفتوحة للبيئات المعقدة

في تطبيقات عدادات التدفق في القنوات المفتوحة، غالبًا ما تكون البيئة مضطربة. وقد تتسبب الإشارات المرتدة عن ضفاف الأنهار أو جدران القنوات في تشويه البيانات. يحل هذا المستشعر هذه المشكلة باستخدام شعاع رادار عالي التركيز بزاوية شعاع ضيقة تبلغ 6 درجات، يعمل كشعاع ليزر لاستهداف سطح الماء.
• مناعة ضد التداخل: توصي إرشادات التركيب بتركيب المستشعر على بعد 30 سم على الأقل من الجدران لضمان توجيه الطاقة إلى الماء فقط.
• خاصية "التعلم من الصدى الزائف": تتميز هذه الخاصية بخاصية "التعلم من الصدى الزائف" التي يمكن برمجتها لتجاهل العوائق الثابتة ضمن نطاق رؤيتها. وهذا أمر بالغ الأهمية لقياس تدفق مياه الأمطار، حيث غالباً ما تحتوي أنابيب الصرف أو الخنادق على حطام أو هياكل غير منتظمة؛ ويضمن الترشيح الذكي عدم تشغيل الأنظمة الآلية بسبب الإنذارات الكاذبة.
3. اتصال بلوتوث: إعادة تشكيل عمليات مراقبة تدفق الأنهار
عند إجراء عمليات رصد تدفق الأنهار في الطبيعة، غالباً ما تتطلب المعدات التقليدية من الفنيين تسلق السلالم أو حمل أجهزة كمبيوتر محمولة ضخمة لتوصيل الكابلات. يوفر هذا المستشعر عالي التقنية سهولة استخدام الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية بفضل تقنية بلوتوث 5.0 المدمجة.
بإمكان فنيي الصيانة استخدام تطبيق "Radar Tools" على هواتفهم الذكية (متوفر لأنظمة iOS وAndroid) للاتصال لاسلكيًا بالجهاز من مسافة تصل إلى 12 مترًا. هذا يحوّل مهمةً خطيرةً تتطلب شخصين في المرتفعات إلى مهمة سريعة وآمنة يقوم بها شخص واحد من الأرض.
4. متانة فائقة: مواجهة تحديات عدادات تدفق مياه الصرف الصحي / مراقبة تدفق مياه الصرف الصحي
يمثل نظام قياس تدفق مياه الصرف الصحي / مراقبة تدفق مياه الصرف الصحي أحد أقسى البيئات، حيث يجب أن تتحمل المعدات التآكل والرطوبة والصدمات المادية.
تم تصميم هذا المستشعر للعمل في الظروف القاسية:
• حماية IP68: إنه محكم الإغلاق تمامًا ضد الغبار ويمكنه تحمل الغمر طويل الأمد في الماء، مما يجعله مثاليًا لشبكات الصرف الصحي التي قد تتعرض للفيضان أثناء العواصف.
• نطاق واسع لدرجات الحرارة ومواد متينة: يعمل الجهاز بكفاءة تامة في نطاق درجات حرارة من -30 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية. صُنع الغلاف من مواد متينة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والبولي بروبيلين، مع توفر خيار سبيكة ألومنيوم أكثر متانة لطراز 4-20 مللي أمبير لمقاومة التآكل.
5. الربط الصناعي: المصدر الأساسي للبيانات اللازمة للأتمتة

لا يمكن لجهاز استشعار معزول أن يشكل نظامًا حديثًا لقياس تدفق الرادار. هذا الجهاز "يتحدث" لغة الأتمتة الصناعية، ويقدم إصدارين رئيسيين من المخرجات:
1. 4-20 مللي أمبير/HART: إشارة تناظرية قياسية في الصناعة معززة ببيانات تشخيصية رقمية.
2. RS485/MODBUS: بروتوكول رقمي قوي لربط أجهزة متعددة بالشبكة.
تتيح هذه البروتوكولات دمجها بسلاسة مع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، مما يحولها من أداة مستقلة إلى مصدر بيانات حيوي للأنظمة الكبيرة. سواءً أكان ذلك لإطلاق إنذارات الفيضانات أو للتحكم في ملء الخزانات الصناعية، فإنها تُمكّن من الإدارة الدقيقة بأقل قدر من التدخل البشري.

مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 وGPRS و4G وWIFI وLORA وLORAWAN

لمزيد من المعلومات حول مستشعر مستوى الماء بالرادار معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com

الهاتف: +86-15210548582