激光水位計在城市道路積水監測中的應用

【資料簡介】

激光水位計在城市道路積水監測中的應用

一、城市水文現狀概述
 
近年來，由強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象時有發生，在我國多雨的城市，積水有的竟然高達一米以上，且長時間不能及時排走，給人們的出行帶來了很大的不便，嚴重時竟引發行人的死亡和失蹤事件。此現象已經引起市政、水利水文等政府部門的關注：一方面要積極修建并管理好排水設施，另一方面建設城市防汛監測管理系統，作為城市防汛系統中的核心硬件——水位計承擔了測量積水深度的核心作用，水位計的良好選型決定了城市防汛建設質量。為此，武漢新烽光電科技有限公司結合城市防汛系統的實際需要自主研發了一款新型水位計產品——激光水位計。

二、激光水位計特點及應用優勢

2.1激光水位計是利用激光測距原理而研發，其特點如下：
1、激光水位計采用*的激光測距原理進行水位測量，相較于其他類型水位測量產品，激光水位計具有更高的可靠性及抗*力，不受溫度、濕度、霧氣的影響，可應用于江河、湖泊、 水庫、河道、灌區渠道輸水等水利水文工程中的水位監測，也可用于自來水、城市河道、城市內澇（道路積水）等市政工程中的水位監測。

2、激光水位計測量精度與量程無關，全量程測量精度為±3mm，zui大量程為70M。
3、激光水位計既可以單支使用，也可以多段級聯使用，可以根據現場實際安裝位置及量程需求將激光水位計縱向級聯以擴展測量量程，或橫向階梯級聯形成多點測量網絡。
4、激光水位計系統集成度高，現場只需要購買PVC或鍍鋅保護管即可完成安裝。
5、激光水位計采用了*的生產工藝技術，產品具有防腐、防凍、耐熱、耐老化的特點，可適應于各類惡劣的測量環境。

2.2激光水位計在城市道路積水中的應用優勢：
1、激光水位計測量精度高
相較于其他類型的水位測量產品，激光水位計的測量精度更高，在城市道路積水中，一般水位都不超過1.5M，厘米級的誤差與毫米級的誤差事關重要。
2、激光水位計屬于非接觸式測量、安裝更加快捷方便
采用非接觸式測量方式、激光發散角小，實際安裝現場可采用75mm直徑的PVC管或鍍鋅鋼管作為保護管進行安裝，可有效避免車輛、行人對測量效果的干擾。
3、激光水位計系統集成度高、
整套系統集成了激光水位傳感器、RTU、GPRS通訊模塊、太陽能充電控制器、防雷模塊、天線，集成商無需復雜的調試與接線即可完成系統的安裝。
4、激光水位計設備體積小
設備體積小，可適應在隧道內狹小空間的安裝
5、激光水位計提供無線RTU
在城市防汛系統中，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設備，可進一步減少集成商的工程施工難度。

三、激光水位計與其他類型水位計產品適應性對比

3.1雷達水位計
雷達水位計也是一種非接觸式傳感器，它通過探測自身發出的微波被液面反射后的信息換算物面位置。優點：溫度、濕度、霧等外界自然因素對其影響比較小，且測量精度較高，安裝簡單。缺點：價格昂貴；易受電磁波干擾，雷達波發散角大，容易受到行人與車輛等障

礙物的干擾造成測量不準，因此在城市道路積水監測系統中，該傳感器仍然不能使用。
3.1超聲波水位計
超聲波水位計與雷達水位計測量原理類似，超聲波水位計是通過探測自身發出的超聲波被液面反射后的信號換算液面位置的。缺點：價格比較貴，超聲波受傳輸媒介的氣體成分外界溫度、風俗影響較大，不適用于有氣泡或懸浮物的介質；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測的那樣環境。
3.1浮子式水位計
機械浮子式和光電浮子式都是來用機械齒輪減速產生進位和退位的辦法來形成編碼，為了產生可靠編碼，一般都用格雷碼輸出，量程變化范圍大，可以高達到 80 米。優點：原理簡單、誤差來源少、價格相對較低。缺點：機械加工復雜、運行阻力大、使用壽命短，土建

成本相對較高。在城市道路積水監測系統中，該傳感器顯然不適用那樣的環境。
3.1激光水位計
激光水位計測量時，控制器發射一束紅色激光耦合到光纖內，經過光纖傳輸到測量現場后經探頭照射到浮子上，反射光攜帶測量信息返回控制器，控制器測出液位數據可直接顯示于液晶顯示屏或通過通信模塊輸出。優勢如下：
1、激光測距具有測量精度高、速度快、量程寬、不受環境因素影響等特點，可適用于各種不同條件下復雜環境的水位精密測量。
2、激光水位計水位信息的采集、檢測、傳輸均采用無源設計，室外機無任何帶電部分，本質安全、真正做到防雷擊、抗電磁干擾。
3、不同于一般水位計產品只具備水位的測量與輸出功能，激光水位計系統具備完整的數據測量、檢測、傳輸、分析、水位分級預警，遠程WEB訪問獲取數據等功能，系統可作為獨立水位預警平臺使用。
4、系統提供RS485、RS323、RJ48、GPRS/3G、4-20mA模擬量數據輸出接口,兼容當前主流周邊設備。
5、無需建立靜水井等附屬工程，安裝工程量小，全電子結構設計，無任何機械部件、后期免維護。
四、激光水位計典型參數

        測量范圍    0-70M
    精度                    ±3mm  
    分辨率    1mm
    測量方式    連續測量
    數據采集時間    1秒
    報警方式    蜂鳴器報警/電腦顯示/短信報警
    防護等級    IP55,可有效防淋雨
    輸出    4-20mA模擬量輸出、RS485、網口、RS232、、USB、無線
        工作電源電壓    AC（187~240）V，DC：12V~24V
    交流電源頻率    50HZ±2HZ
        環境溫度    -10℃~55℃
    儲存溫度    -10℃~60℃（終端）
    相對濕度    ≤95%RH（40±2℃）（無結露）

五、激光水位計廣泛應用于城市水文各個方面，此外，還適用于湖泊、河道、水庫、明渠、潮汐、城市水文水位等水位監測。
六、激光水位計安裝方式：垂直/傾斜

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