Ինչպես ձեռքի ռադարային արագության սենսորները դարձան ժամանակակից հիդրոլոգի «տվյալների զենքը»

Ոչ մի նավակ, ոչ մի ջրի մեջ քայլք, ոչ մի բարդ սարքավորում. պարզապես բարձրացրեք նավը, նշան բռնեք, սեղմեք ձգանը, և գետերի զարկերակը թվային կերպով կհայտնվի էկրանին։

Երբ հանկարծակի հեղեղումները մեծ թափով են տեղի ունենում, երբ ոռոգման ջրանցքների մակարդակը անբնականորեն տատանվում է, երբ շրջակա միջավայրի պահպանության գործակալությունները պետք է արագորեն հետագծեն աղտոտվածությունը՝ հոսքի չափման ավանդական մեթոդները հաճախ թվում են դժվար և դանդաղ. դրանք պահանջում են մեխանիկական հոսանքի հաշվիչների տեղադրում, ADCP-ների տեղադրում և թիմային համակարգմամբ բարդ անվտանգության արձանագրություններ։

Սակայն այսօր հիդրոլոգի գործիքակազմին ավելացվել է «թվային զենք». ձեռքի ռադարային արագության սենսորը։ Այն նման է մի փոքր ծավալուն ատրճանակի, սակայն կարող է վայրկյանների ընթացքում «լսել» ջրի արագությունը գետի ափից՝ առանց որևէ շփման։

Տեխնիկական սկզբունք. Դոպլերային ռադարի մանրանկարչության հրաշքը

Այս տեխնոլոգիայի հիմքում ընկած է «փողի» ներսում թաքնված մանրանկարչական Դոպլերյան ռադարը։

1. Փոխանցում և ընդունում. Սենսորը արձակում է միկրոալիքային ճառագայթներ (սովորաբար K-շերտ կամ X-շերտ) ջրի մակերեսի նկատմամբ որոշակի անկյան տակ։
2. Հաճախականության վերլուծություն. Շարժվող ջրի մակերեսին ալիքներն ու մանրադիտակային մասնիկները անդրադարձնում են ազդանշանը՝ ստեղծելով Դոպլերի հաճախականության տեղաշարժ։
3. Խելացի հաշվարկ. Ներկառուցված պրոցեսորը վերլուծում է հաճախականության փոփոխությունը իրական ժամանակում՝ ճշգրիտ հաշվարկելով մակերևույթի արագությունը՝ միաժամանակ օգտագործելով ալգորիթմներ՝ քամուց, անձրևից և այլն առաջացող խանգարումները զտելու համար։

Ամբողջ գործընթացն ավարտվում է 0.1 վայրկյանի ընթացքում, մինչև 100 մետր չափման տիրույթով և ±0.01 մ/վ ճշգրտությամբ։

Ինչու է դա փոխում արդյունաբերության խաղը

1. Անգերազանցելի անվտանգություն և հարմարավետություն

• Արագ հեղեղումների ժամանակ գեոդեզիստները այլևս կարիք չունեն ռիսկի դիմել՝ քայլելով ջրի տակ կամ նավակով։
• Չափումները դառնում են հնարավոր և անվտանգ զառիթափ կիրճերի, սառցակալած գետերի մակերեսների կամ աղտոտված ջրանցքների երկայնքով։
• Կարող է օգտագործվել մեկ անձի կողմից, սովորաբար կշռում է 1 կգ-ից պակաս, ունի ավելի քան 10 ժամ անընդմեջ մարտկոցի աշխատանքային կյանք։

2. Անզուգական արձագանքման արագություն

• Ավանդական լայնական հատույթի չափումները ժամեր են տևում, իսկ ռադարային արագաչափը կարող է արագության չափումները կատարել բազմաթիվ ուղղահայաց կետերում 10 րոպեից պակաս ժամանակում։
• Հատկապես հարմար է արտակարգ իրավիճակների մոնիթորինգի և արագ ստուգումների համար, ինչպիսիք են հանկարծակի աղտոտման դեպքերի հետևումը կամ ջրհեղեղների կանխարգելման պարեկային գործողությունները։

3. Լայն հարմարվողականություն

• Կաթող հոսանքներից (0.1 մ/վ) մինչև ուժեղ ջրհեղեղներ (20 մ/վ):
• Կիրառելի է ջրանցքների, գետերի, ջրահեռացման կետերի և նույնիսկ զգալի ալիքներով ափամերձ ջրերի համար։
• Ջրի որակից անկախ՝ կարելի է չափել մշուշոտ, աղտոտված կամ նստվածքներով լի հոսքերը։

Դաշտային ականատես. Երեք որոշում փոխող պահեր

Սցենար 1. Դեղին գետի ջրհեղեղի առաջնագիծ
2023 թվականի Դեղին գետի աշնանային հեղեղման ժամանակ հիդրոլոգիայի խմբերը օգտագործեցին ձեռքի ռադարային սարքեր՝ խիտ տիղմած հատվածներում հիմնական հոսանքի և առավելագույն արագության կետերը 5 րոպեի ընթացքում որոշելու համար, ինչը կարևոր տվյալներ է տրամադրում հեղեղի շեղման որոշումների համար՝ գրեթե 2 ժամ ավելի արագ, քան ավանդական մեթոդները։

Սցենար 2. Կալիֆոռնիայի գյուղատնտեսական ջրային աուդիտ
Ջրային ռեսուրսների կառավարման ընկերությունը սարքն օգտագործել է մեկ շաբաթում 200 գյուղատնտեսական ջրանցքներ ստուգելու համար, ինչը նախկինում տևում էր մեկ ամիս՝ որոշելով արտահոսքի հատվածները և գնահատելով ջրի տարեկան խնայողությունը ավելի քան 3 միլիոն դոլար։

Սցենար 3. Նորվեգական հիդրոէներգիայի օպտիմալացում
Կայանի ինժեներները պարբերաբար օգտագործում են ռադարային սարքեր՝ ելքային արագության բաշխումը վերահսկելու համար, տվյալները համատեղելով արհեստական ​​բանականության մոդելների հետ՝ տուրբինային ագրեգատները դինամիկ կերպով կարգավորելու համար, ինչը հիդրոէներգիայի օգտագործումը մեծացնում է 1.8%-ով, ինչը համարժեք է տարեկան լրացուցիչ 1.4 միլիոն կՎտ/ժ մաքուր էներգիայի։

Ապագան այստեղ է. երբ «տվյալների զենքը» հանդիպում է խելացի էկոհամակարգերին

Ձեռքի ռադարային արագաչափերի հաջորդ սերունդը զարգանում է երեք ուղղություններով՝

1. Խելացի կապ. իրական ժամանակում տվյալների համաժամեցում բջջային հավելվածների հետ Bluetooth-ի միջոցով, հաշվետվությունների ավտոմատ ստեղծում և ամպային տվյալների բազաներում վերբեռնում:
2. Արհեստական ​​բանականության բարելավում. Ներկառուցված ալգորիթմները նույնականացնում են հոսքի օրինաչափությունները (միատարր, տուրբուլենտ) և տրամադրում են տվյալների որակի գնահատականներ։
3. Ֆունկցիաների ինտեգրում. Բարձրակարգ մոդելներն այժմ ներառում են լազերային հեռաչափեր, որոնք հնարավորություն են տալիս միաժամանակ հաշվարկել լայնական հատույթի մակերեսը և մեկ սեղմումով գնահատել հոսքը։

Սահմանափակումներ և մարտահրավերներ. Համընդհանուր բանալի չէ

Իհարկե, տեխնոլոգիան ունի իր սահմանները.

• Չափում է միայն մակերևութային արագությունը. միջին լայնական հատույթի արագությունը ստանալու համար անհրաժեշտ է գործակիցների փոխակերպում կամ լրացուցիչ գործիքներ։
• Ազդանշանի որակը կարող է վատթարանալ չափազանց հանգիստ ջրային մակերեսների վրա (առանց ալիքների) կամ ջրային բուսականությամբ խիտ տարածքներում։
• Չափման կետերը ընտրելու և տվյալները ճիշտ մեկնաբանելու համար օպերատորները պետք է ունենան հիդրավլիկայի տարրական գիտելիքներ։

Եզրակացություն՝ բարդից մինչև պարզ, վտանգավորից մինչև անվտանգ

Ձեռքի ռադարային արագության սենսորը, որը թվացյալ պարզ գործիք է, մարմնավորում է միկրոալիքային տեխնոլոգիայի, ազդանշանների մշակման և հեղուկների մեխանիկայի տասնամյակների առաջընթացը: Այն վերափոխում է ոչ միայն չափման մեթոդը, այլև դաշտային աշխատանքի փիլիսոփայությունը՝ դաշտային հիդրոլոգիան փորձից կախված, բարձր ռիսկային աշխատանքից վերածելով ճշգրիտ, արդյունավետ և անվտանգ տվյալների հավաքագրման գիտության:

Հաջորդ անգամ, երբ գետի մոտ տեսնեք «տարօրինակ սարքով» հողաչափի, իմացեք հետևյալը. այն պահին, երբ նրանք սեղմում են ձգանը, հազարամյակներ շարունակ հոսած ջուրն առաջին անգամ այդքան նրբագեղ ձևով կիսվում է իր գաղտնիքներով մարդկության հետ։

Սերվերների և ծրագրային անլար մոդուլի ամբողջական հավաքածու, աջակցում է RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN-ին

Ավելի շատ ռադարի մակարդակի սենսորների համար տեղեկատվություն,

խնդրում ենք կապվել Honde Technology Co., LTD-ի հետ։

Email: info@hondetech.com

Ընկերության կայքէջ՝www.hondetechco.com

Հեռ․՝ +86-15210548582