一、概述
近年來(lái)，由強(qiáng)降雨引起的城市隧道及立交橋下低洼處存在大量積水的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，在我國(guó)多雨的城市，積水有的竟然高達(dá)一米以上，且長(zhǎng)時(shí)間不能及時(shí)排走，給人們的出行帶來(lái)了很大的不便，嚴(yán)重時(shí)竟引發(fā)行人的死亡和失蹤事件。
此現(xiàn)象已經(jīng)引起市政、水利水文等政府部門(mén)的關(guān)注：一方面要積極修建并管理好排水設(shè)施，另一方面建設(shè)城市防汛監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，作為城市防汛系統(tǒng)中的核心硬件——水位計(jì)承擔(dān)了測(cè)量積水深度的核心作用，水位計(jì)的良好選型決定了城市防汛建設(shè)質(zhì)量。我公司結(jié)合城市防汛系統(tǒng)的實(shí)際需要自主研發(fā)了一款新型水位計(jì)產(chǎn)品——激光水位計(jì)
二、激光水位計(jì)特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
2.1激光水位計(jì)是利用激光測(cè)距原理而研發(fā)，其特點(diǎn)如下：
1、激光水位計(jì)采用*的激光測(cè)距原理進(jìn)行水位測(cè)量，相較于其他類(lèi)型水位測(cè)量產(chǎn)品，激光水位計(jì)具有更高的可靠性及抗*力，不受溫度、濕度、霧氣的影響，可應(yīng)用于江河、湖泊、 水庫(kù)、河道、灌區(qū)渠道輸水等水利水文工程中的水位監(jiān)測(cè)，也可用于自來(lái)水、城市河道、城市內(nèi)澇（道路積水）等市政工程中的水位監(jiān)測(cè)。
2、 激光水位計(jì)測(cè)量精度與量程無(wú)關(guān)，全量程測(cè)量精度為±3mm，zui大量程為70M。
3、 激光水位計(jì)既可以單支使用，也可以多段級(jí)聯(lián)使用，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝位置及量程需求將激光水位計(jì)縱向級(jí)聯(lián)以擴(kuò)展測(cè)量量程，或橫向階梯級(jí)聯(lián)形成多點(diǎn)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)。
4、 激光水位計(jì)系統(tǒng)集成度高，現(xiàn)場(chǎng)只需要購(gòu)買(mǎi)PVC或鍍鋅保護(hù)管即可完成安裝。
5、 激光水位計(jì)采用了*的生產(chǎn)工藝技術(shù)，產(chǎn)品具有防腐、防凍、耐熱、耐老化的特點(diǎn)，可適應(yīng)于各類(lèi)惡劣的測(cè)量環(huán)境。
2.2激光水位計(jì)在城市防汛中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：
1、激光水位計(jì)測(cè)量精度高
相較于其他類(lèi)型的水位測(cè)量產(chǎn)品，激光水位計(jì)的測(cè)量精度更高，在城市道路積水中，一般水位都不超過(guò)1.5M，厘米級(jí)的誤差與毫米級(jí)的誤差事關(guān)重要。
2、非接觸式測(cè)量、安裝更加快捷方便
采用非接觸式測(cè)量方式、激光發(fā)散角小，實(shí)際安裝現(xiàn)場(chǎng)可采用75mm直徑的PVC管或鍍鋅鋼管作為保護(hù)管進(jìn)行安裝，可有效避免車(chē)輛、行人對(duì)測(cè)量效果的干擾。
3、系統(tǒng)集成度高、
整套系統(tǒng)集成了激光水位傳感器、RTU、GPRS通訊模塊、太陽(yáng)能充電控制器、防雷模塊、天線(xiàn)，集成商無(wú)需復(fù)雜的調(diào)試與接線(xiàn)即可完成系統(tǒng)的安裝。
4、設(shè)備體積小
設(shè)備體積小，可適應(yīng)在隧道內(nèi)狹小空間的安裝
5、提供無(wú)線(xiàn)RTU
在城市防汛系統(tǒng)中，需要集成LED顯示屏控制、視頻圖像采集、雨量采集等功能,，我公司提的RTU設(shè)備，可進(jìn)一步減少集成商的工程施工難度。
三、激光水位計(jì)與其他類(lèi)型水位計(jì)產(chǎn)品適應(yīng)性對(duì)比
3.1雷達(dá)水位計(jì)
雷達(dá)水位計(jì)也是一種非接觸式傳感器，它通過(guò)探測(cè)自身發(fā)出的微波被液面反射后的信息換算物面位置。優(yōu)點(diǎn)：溫度、濕度、霧等外界自然因素對(duì)其影響比較小，且測(cè)量精度較高，安裝簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴；易受電磁波干擾，雷達(dá)波發(fā)散角大，容易受到行人與車(chē)輛等障礙物的干擾造成測(cè)量不準(zhǔn)，因此在城市道路積水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，該傳感器仍然不能使用。
3.1超聲波水位計(jì)
超聲波水位計(jì)與雷達(dá)水位計(jì)測(cè)量原理類(lèi)似，超聲波水位計(jì)是通過(guò)探測(cè)自身發(fā)出的超聲波被液面反射后的信號(hào)換算液面位置的。缺點(diǎn)：價(jià)格比較貴，超聲波受傳輸媒介的氣體成分外界溫度、風(fēng)俗影響較大，不適用于有氣泡或懸浮物的介質(zhì)；容易受電磁波干擾，精度一般。該傳感器仍然不適用于城市道路積水監(jiān)測(cè)的那樣環(huán)境。
3.1浮子式水位計(jì)
機(jī)械浮子式和光電浮子式都是來(lái)用機(jī)械齒輪減速產(chǎn)生進(jìn)位和退位的辦法來(lái)形成編碼，為了產(chǎn)生可靠編碼，一般都用格雷碼輸出，量程變化范圍大，可以高達(dá)到 80 米。優(yōu)點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單、誤差來(lái)源少、價(jià)格相對(duì)較低。缺點(diǎn)：機(jī)械加工復(fù)雜、運(yùn)行阻力大、使用壽命短，土建成本相對(duì)較高。在城市道路積水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，該傳感器顯然不適用那樣的環(huán)境。
四、激光水位計(jì)典型參數(shù)
主要技術(shù)參數(shù) | 測(cè)量范圍 | 0-70M |
精度 | ±3mm |
分辨率 | 1mm |
測(cè)量方式 | 連續(xù)測(cè)量 |
數(shù)據(jù)采集時(shí)間 | 1秒 |
報(bào)警方式 | 蜂鳴器報(bào)警/電腦顯示/短信報(bào)警 |
防護(hù)等級(jí) | IP55,可有效防淋雨 |
輸出 | 4-20mA模擬量輸出、RS485、網(wǎng)口、RS232、、USB、無(wú)線(xiàn) |
工作電源 | 工作電源電壓 | AC（187~240）V，DC：12V~24V |
交流電源頻率 | 50HZ±2HZ |
系統(tǒng)工作環(huán)境 | 環(huán)境溫度 | -10℃~55℃ |
儲(chǔ)存溫度 | -10℃~60℃（終端） |
相對(duì)濕度 | ≤95%RH（40±2℃）（無(wú)結(jié)露） |
五、安裝方式
5.1安裝方式一
針對(duì)于城市水文中下穿隧道等區(qū)域有建筑物可依附的區(qū)域，可直接使用管卡將激光水位計(jì)保護(hù)管固定咋建筑物上，如下圖所示
- 激光的特點(diǎn)是測(cè)距量程款，可傾斜安裝，但要求激光保護(hù)管為直線(xiàn)。
- 激光保護(hù)管外徑為大于75~110mm的PVC或鍍鋅鋼管。安裝為直線(xiàn)，將豎直混凝土平面作為安裝基礎(chǔ)，基礎(chǔ)上埋設(shè)可調(diào)節(jié)高低抱箍，將抱箍調(diào)節(jié)至同一豎直線(xiàn)上，固定好激光保護(hù)管，見(jiàn)左圖
- 使用膨脹螺栓將水位計(jì)控制器、太陽(yáng)能電池板(市電供電無(wú)需)以及LED顯示屏安裝于合適的地點(diǎn)。
- 5.2安裝方式二
對(duì)于路面、湖泊等無(wú)建筑物可依附的區(qū)域，直接采用激光水位保護(hù)管作為支撐管，將控制箱、太陽(yáng)能電池板等其他附件統(tǒng)一安裝在一起
l 激光保護(hù)管外徑為大于75~110mm鋼管,鋼管可以用于支持水位計(jì)與太陽(yáng)能電池板。
l 使用螺栓將水位計(jì)控制器、太陽(yáng)能電池板以及LED顯示屏安裝于鋼管上,并且使用螺栓將鋼管固定于路面。
六、系統(tǒng)清單
序號(hào) | 項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng) | 配置及性能指標(biāo) |
1 | 激光水位計(jì)探頭 | 量程:0～50m |
2 | 激光水位計(jì)浮子 |
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3 | 保護(hù)管 | PVC管或鍍鋅鋼管 |
4 | 過(guò)濾網(wǎng) |
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