مثال على تطبيق حساس مستوى المياه بالرادار في خزان صغير في منطقة جبلية

هذا الخزان الصغير هو مشروع متعدد الاستخدامات للحفاظ على المياه، يجمع بين التحكم في الفيضانات والري وتوليد الطاقة، ويقع في وادٍ جبلي، وتبلغ سعته حوالي 5 ملايين متر مكعب، ويبلغ أقصى ارتفاع للسد حوالي 30 مترًا. ولضمان مراقبة وإدارة منسوب مياه الخزان في الوقت الفعلي، يُستخدم مستشعر راداري لمستوى المياه كجهاز رئيسي لقياس منسوب المياه.

يقع موضع تركيب مستشعر مستوى الماء الراداري فوق جسر قمة السد، وتبلغ المسافة من أعلى مستوى للسائل حوالي 10 أمتار. يتصل مستشعر مستوى الماء الراداري بجهاز جمع البيانات عبر واجهة RS485، وينقل الجهاز البيانات إلى مركز المراقبة عن بُعد عبر شبكة لاسلكية 4G لتحقيق المراقبة والإدارة عن بُعد. يتراوح مدى مستشعر مستوى الماء الراداري بين 0.5 و30 مترًا، ودقة ±3 مم، وإشارة الخرج هي إشارة تيار 4-20 مللي أمبير أو إشارة رقمية RS485.

يُصدر مستشعر مستوى الماء الراداري نبضات موجات كهرومغناطيسية من الهوائي، تنعكس عند ملامستها لسطح الماء. يستقبل الهوائي الموجات المنعكسة ويسجل فرق التوقيت، ثم يحسب المسافة إلى سطح الماء ويطرح ارتفاع التركيب للحصول على قيمة مستوى الماء. بناءً على إشارة الخرج المُعدّة، يُحوّل مستشعر مستوى الماء الراداري قيمة مستوى الماء إلى إشارة تيار 4~20 مللي أمبير أو إشارة رقمية RS485، ويرسلها إلى جهاز جمع البيانات أو مركز المراقبة.

تم تحقيق نتائج جيدة باستخدام مستشعر مستوى المياه الراداري في هذا المشروع. يعمل هذا المستشعر بكفاءة في ظل الظروف الجوية السيئة، ولا يتأثر بالمطر والثلج والرياح والرمال والضباب، وما إلى ذلك، ولا يتأثر بتقلبات سطح الماء والأجسام العائمة. يقيس المستشعر بدقة تغير مستوى الماء بالمليمتر، مما يلبي متطلبات الدقة العالية لإدارة الخزانات. يتميز المستشعر بسهولة تركيبه، إذ لا يحتاج سوى إلى تثبيته فوق الجسر، دون الحاجة إلى أسلاك أو تركيب أي معدات أخرى في الماء. يتميز نقل بياناته بالمرونة، ويمكن نقله إلى مركز المراقبة عن بُعد أو الجهاز المحمول عبر وسائل سلكية أو لاسلكية لتحقيق المراقبة والإدارة عن بُعد.

تُقدّم هذه الورقة البحثية طريقة استخدام مستشعر مستوى المياه الراداري في الخزانات وتطبيقاته، وتُقدّم مثالاً عملياً. ويُبيّن هذا البحث أن مستشعر مستوى المياه الراداري جهاز قياس متطور وموثوق وفعال لمستوى المياه، وهو مناسب لجميع أنواع البيئات الهيدرولوجية المعقدة. وفي المستقبل، ستلعب مستشعرات مستوى المياه الرادارية دوراً أكبر في إدارة الخزانات، وستُسهم في تطوير الحفاظ على المياه.