气泡式水位计与激光水位计在中小水库中的应用
气泡水位计|激光水位计对比
- 气泡式水位计的原理和特性以及注意事项
- 原理
借助密封容器内静止空气压力相等的物理学原理，将液体底部的压力转换成压缩空气的压力，并通过压缩空气的无损压力传递作用，将液体底部的压力通过吹气管传导至液面以上，采用精密的扩散硅压力传感器，可测得压缩空气的压力，然后，通过微处理器的换算，可获得精确的液位数据。
- 特性
1.2.1优点
- 高精度：全量程0.1%（0~15m）；
- 高可靠性：在15m水头压力下，测量误差不超过0.1%，常压下经6个月连续使用压力变化不大于0.1%
- 全温度补偿：在-25℃～60℃范围，测量精度不变
- 数据格式及单位：BCD码，格雷码，二进制码；水位单位：mm，cm，m
- 抗干扰设计：测量参数设置在E PROM中，传感器掉电，设置不受影响
- 电压范围大：传感器在10～16V直流电压下均可正常工作
- 安装、维护简单：将通气管口固定在一定高程上，保持气路不泄露即可，每三个 月更换一次干燥剂（或视情更换）
1.2.2缺点
- 气泵打气直接进入气管，每次测量时必须打气，频繁读取数据时气泵极易损坏。
- 无气体干燥系统，湿气进入气管内，温湿度变化导致气管内压力随之改变，影响水位测量精度。
- 频繁打气导致功耗增加。
- 易被泥沙堵塞、维护困难。
1.2.3安装
传感器气管探头安装位置及存在方式尤为重要，关系到水位测量精度，探头安装位置应使其位置不随水流和浪涌产生颤动。气管要求有φ50mm的不锈钢管做成保护管保护，尽可能埋在地下，气管必须沿向下的坡度，保护管所有拐弯的部分曲度不能过于尖锐，应让气管有一个光滑的通道，用高密度混泥土块且有份量的、稳定的插入河岸的关键部位以固定气管，防止洪水威胁或塌陷，或将气管固定在已有的稳定建筑物上。气管出口应安装于zui低水位以下0.5米处固定好，避免水流和浪涌引起探头颤动或损坏。在过于浑浊水体中需安装2000立方厘米的净水装置，以提高水位计精度。
1.2.4气泡式水位计应注意的事项
水位探头（气管出气口）必须固定且避开淤泥水草和否则会影响测量精度甚至堵塞。
1.2.5使用中易出现的问题
水位计关键测量水头净压值来实现其监测任务，气泵吹气压力一定，那么水头净压值和水体密度相关，即测量值准确度和水体含沙量密切相关。江河水体密度不断变化，每次测量的都会产生误差。如果每个1~2小时进行设置密度修正，就不利于水位的实时监测以及实现无人值守。
- 激光水位计的原理和特性
2.1、原理
水位计（液位计）测量时，控制器发射一束红色激光耦合到光纤内，经过光纤传输到测量现场后经探头照射到浮子上，反射光携带测量数据返回控制器，控制器测出水位数据可直接显示于液晶显示屏或通过通信模块输出。
2.2、特性
2.2.1、优点
1. 安装简单，仅需安装激光保护管；
2 采用GPRS信号传输，无需长距离布线；
3. 精度高，可达±3mm；
4. 测量范围大，0~22m；
5. 稳定性好，不惧电磁干扰；
6. 调试简单，仅需调零一次，后期无漂移不需校准；
7. 多点监控，可提供数据服务，支持网页和手机访问;
8. 分级预警，对不同程度危害的水位分别预警;
9. 手机、网络报警，水位信息发送快捷;
10 采用太阳能供电，无需担心断电影响测量；
11. 低功耗，可在无太阳情况下运行60天。
2.2.2、缺点
在较深水域且无支撑激光保护管墙面或静水井的情况下安装较为困难。
2.2.3安装
只需要垂直或倾斜安装一根直径100mm的激光束保护管即可，解决了建造标准竖井的困难以及经费等问题。
气泡水位计|激光水位计分析、比较
中小水库可分为3中类型：1、水库有竖直墙面；2、水库有倾斜墙面；3、水库堤坝是使用泥土建成，既无竖直墙面也无倾斜墙面只有不规则土坡。气泡式水位计和激光水位计在*种、第二种类型的水库中安装方法相同，但气泡式水位计需要使用镀锌钢管作为气管保护管，安装难度相对较大。在第三类水库中气泡式水位计气管需要采用地埋施工，激光式水位计需要建立安装支柱，两种水位计安装难度差别不大。但在丰水期时激光水位计可以采用分段式安装，即在丰水期时激光水位计完成水面安装并将激光保护管安装至水下2m（采用不锈钢管可以安装至水下4m），确保水位准确测量。在枯水期时再将下半部分激光保护管延长至死水位以下。气泡式水位计由于水下探头部分需要固定所以无法在丰水期安装。由于武汉市中小水库在5月份启动，此时武汉市各水库正处于丰水期。不利于气泡式水位计安装。综上所述激光水位计比气泡式水位计更适合中小水库。
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