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视频监测水位与雷达水位计比较与分析
水位测量是液位测量的一种,由于水位测量涵盖水利、气象、地理、环保等多个领域,所以水位测量与一般液位测量相比又有其他特点。
水位测量方法产品包括:水尺测量、电子水尺、浮子水位计、超声波水位计、压力式水位计、激光水位计、视频水尺法等。其中水尺用于人工观测,其他方式方法用于自动观测。
本文分别对视频监测水位和雷达水位计测量做个介绍和对比,实际应用场景中,雷达水位计监测水位更有优势。
优势如下:
1、功耗优势
雷达水位计功耗低,脉冲式雷达水位计功耗低于0.5W,调频连续波式雷达水位计功耗约1W,比视频水尺法功耗低。功耗低,很适合在山区野外的太阳能供电系统中使用。
2、安装优势
雷达水位计悬空安装,无需额外的土建和占地,在渠道、管道、河道都可以安装使用。而视频水尺法在渠道、小河道安装,需要人工混凝土或镀锌钢管立柱安装水尺,然后安装视频摄像头组合形成水位监测,需要配套协调使用,相对复杂。
3、维护优势
雷达水位计测量水位比超视频水尺法监测水位少很多,特别是在渠道和河道应用上,雷达水位计基本上免维护,而视频水尺法监测水位,平时水尺附近不能有水草杂物遮挡,长远来说水尺老化折损更严重,可能辨识不明确,影响测量。
4、测量精度高、不受水位变化影响
雷达水位计精度可达到3mm,分辨率1mm。一般的水尺用于地表水的监测。它是由金属或非金属材料制作而成,上面标有刻度,精度一般以厘米计(最小刻度1cm),水利上一般以1米为一节,以纯红、蓝为一块,方便阅读。误差和精度不如雷达水位计。
5、可扩展和集成度
雷达水位计可集成接入到流量监测系统、水雨情监测系统、山洪预警监测系统等,可扩展和集成度高;视频水尺监测水位,方式比较单一。
6、对网络依赖程度低,资费低,环境适应性更好
雷达水位计结合监测系统,设备数据量小,对信号要求低,2G网络下也可使用,兼顾一些恶劣的使用环境。视频水尺法监测水位,需要视频摄像头的网络环境良好,流量资费较高。
一、 雷达水位计
·1.1、产品原理
圣凯安科技雷达水位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、等几部分组成。雷达水位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达水位计的天线发射出电磁波,这些电磁波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到水面的距离成正比;
关系式如下:
D——雷达水位计到水面的距离
C——电磁波传输速度
T——电磁波运行时间
雷达水位计记录脉冲波经历的时间T,而电磁波的传输速度为常数C,则可计算出雷达天线到水面的距离D=C*T/2;水底到雷达天线的距离是L,计算可得出水位高度H=L-D
·1.2 技术参数
测量范围(水深)
|
0.65~40m(定制)
|
精度
|
±1cm
|
分辨率
|
1mm
|
天线辐射角度
(水平和垂直 ,3dB)
|
±6°
|
发射频率范围
|
24~24.25GHz
|
调频带宽
|
1GHz
|
等效全向辐射功率(EIRP)
|
7~25dBm(可调)
|
电源
|
直流9V~24V
|
功耗
|
≤1W
|
数据刷新频率
|
1Hz
|
信号接口
|
RS485(Modbus)
|
存储容量
|
2M(可扩展)
|
防护等级
|
IP68
|
工作温度
|
-20℃~65℃(不结冰)
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存储温度
|
-25℃~70℃
|
外壳材质
|
铝合金
|
·1.3、设备安装
安装时应选择河流和渠道顺直段安装、水流均匀处,避免乱流或者旋涡干扰,设备测量时,设备照射到水面附近保证无杂物、树枝等漂浮物,安装时保证水位计与水面平行,水面和设备距离在水位计的量程范围,水面和设备之间无遮挡物保证设备发射接收信号良好,设备在使用时向水面发射雷达信号,反射回来的信号会被传感器接收,并通过分析计算转换为水位。
一、 视频水尺法
一般的水尺用于地表水的监测。它是由金属或非金属材料制作而成,上面标有刻度,精度一般以厘米计(最小刻度1cm),水利上一般以1米为一节,以纯红、蓝为一块,方便阅读。结合高清摄像头拍摄水尺及现场情况,针对性算法处理得出水位数据。内置RTU,休眠状态下功率降低为5.6W。
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