可信赖的液位传感器–更好抵御气候异常

可信赖的液位传感器–更好抵御气候异常

在过去的几年里,俄罗斯极端天气造成的事故频发。这不仅导致了巨大的物质损失,也造成了不同程度的人类伤亡。为了更好的进行气候预测和气候变化研究,人类开展了一项广泛的结构性项目。

2010年的干旱和2013年的Amur州的特大洪水等气候异常,引起了俄罗斯甚至全球的关注。负责向民众提供精准天气预报的俄罗斯联邦 水文气象局 和环境监测局得到了联邦水文气象局的大力支持。并已经投入了1.39亿美金。

这一大型现代化项目将会在天气,水文和气候等方面为俄罗斯民众和市政当局提供可靠及时的信息。与此同时,俄罗斯也将更好的融入全球气象服务体系。

这个独立项目测量包括:

  • 加强信息和通讯技术,提供天气,气候和水文数据。
  • 观测站的现代化建设。
  • 整合体系。
  • 完善对环境监测局数据和信息的访问。
  • 提高灾害防御

随着在勒拿河,加纳河,印迪吉尔河,维柳伊河和科累马河水文观测的现代化建设,监测技术已经得到了极大的关注,这种技术在很大程度上是不需维护,并且在难以进入的区域和诸如永久冻土层等极端条件的表现都是可靠的。

Fig. 1: 监测点

这里的一些核心液位变送器都是由STS提供的,通过与俄罗斯Poltraf CIS公司的合作,已经建立了40个水文监测站。项目要求如下:

  • 对水位和温度的长期监测以及降雨量和降雪量的测量。这还包括了安装监控照相机以观察冰所形成的一些重要节点。
  • 通过GPS 或卫星自动无差错的传递数据。
  • 超过设定范围时的警报功能。
  • 服务器方案用于存储采集数据,包括软件的可视化,数据评估及处理。
  • 易安装和易操作技术能够连续多年使用并且不需要大量的维护。
  • 现场监测点的专业准备工作。

为满足这一要求,STS提供了 DTM.OCS.S/N/RS485 Modbus协议传感器, 这种数字量液位探头同时测量压力和温度。牢固的设计且适用于-40到80°C ,可以应用于苛刻的环境条件下。同时, ≤0.03%的精度保证了重要测量点的测量数据。

数字量液位传感器的其他优势:

  • 高精度的数字液位传感器更易于集成到标准的Modbus程序。
  • 模块化设计方便客户定制。
  • 电子补偿可以确保整个温度范围的高精度。
  • 通过Modbus调节零点和测量范围。
  • 长期稳定性。
  • 传感器可以重新校准。
采用压阻式液位传感器的静水压力测量

采用压阻式液位传感器的静水压力测量

无论是作为生命的给予者、危机,还是仅仅是夏季的一缕馨香,水的元素在许多方面决定着地球上的日常生活。由于它的绝对重要性,对此进行可靠的监测变得至关重要。

不能测量的当然也不能进行有效地管理。从淡水供应、饮用水处理、储存和消耗检测,到废水处理和水文观测,没有正确的测量就不可能有效地进行工作和规划。现在有一系列的设备和程序可以用来获取当今复杂的水文基础设施信息。针对液位测量最为经典的无疑是液位计。它的精度必须达到+/- 1厘米,当然,它是完全模拟式的——必须进行目测,而且不需要进行电子数据传输。现在,更先进、更精确的仪器提供了测量数据的远程传输,包括用于地下水和地表水水位测量的压阻式压力传感器。

压力传感器的液位测量

用于液位测量的压力传感器安装在水域底部进行监测。与液位计相比,它必须浸入水底才能读数。这也不是必须的,因为压阻式传感器是为了满足当今过程自动化和控制的需求而开发的。毫无疑问,在没有人为干涉的情况下,水位是可以测量的,这使得在难以接近的地点进行持续监测成为可能。

流体液位传感器测量水体底部的静水压力,静水压力与液柱高度成正比。此外,它也取决于液体密度和重力。根据帕斯卡定律得到以下公式:

p(h) = ρ * g * h + p0

p(h) = 静水压力
ρ = 液体密度
g = 重力
h =液柱高度

可靠的液位监测需考虑的重要事项:

因为压阻式液位传感器通常安装在水域底部,因此它们免于收到地表影响。泡沫和漂浮物现在都影响不到测量。当然,它们必须适应预期的水下环境。比如盐水应用中,需选择钛材质壳体的液位传感器。如需要电偶腐蚀效应,则PVDF 材质的测量设备是最好的选择。在大多数的淡水中,高质的不锈钢就足够了。最后,液位传感器要充分的接地,以避免雷击造成损害。

例如 (更多示例请点击这里).

现代液位传感器:一台设备提供所有数据

压阻式液位传感器可用于湖泊、地下水等开放水域的水位监测,也可用于封闭的罐体。开放水域宜采用相对压力传感器。利用这些装置,气压补偿由压力传感器电缆内的毛管提供。差压传感器通常用于罐体,因为附在液体上的气体覆盖层也必须考虑在内。 (了解更多请点击这里 )。

压阻式液位传感器可用于湖泊、地下水等开放水域的水位监测,也可用于封闭的罐体。开放水域宜采用相对压力传感器。利用这些装置,气压补偿由压力传感器电缆内的毛管提供。差压传感器通常用于罐体,因为附在液体上的气体覆盖层也必须考虑在内。

Figure 1: Examples of level sensors for hydrostatic pressure measurement

除了几乎没有深度限制这一方面之外,这些现代的测量仪器也极为万能。毕竟我们关注的不仅仅是水体的液位,水质对于地下水的监测也起着很重要的作用。比如地下水库的水的纯净度也由它的电导率来决定,电导率越低,水质越纯净。(了解更多电导率)。除了电导率传感器,液位探头现在也有集成的温度测量。压阻式液位传感器提供了广泛的监测任务,在大多数情况下毫无疑问比液位计更可取。