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激光水位計在城市道路積水監(jiān)測中的應用

一、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(xiàn)象時有發(fā)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(fā)行人的死亡和失蹤事件。此現(xiàn)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(jiān)測管理系統(tǒng)，作為城市防汛系統(tǒng)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。我公司結合城市防汛系統(tǒng)的實際需要自主研發(fā)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(yōu)勢

2.1激光水位計是利用激光測距原理而研發(fā)，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(qū)渠道輸水等水利水文工程中的水位監(jiān)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(jiān)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(lián)使用，可以根據(jù)現(xiàn)場實際安裝位置及量程需求將激光水位計縱向級聯(lián)以擴展測量量程，或橫向階梯級聯(lián)形成多點測量網絡。

4、 激光水位計系統(tǒng)集成度高，現(xiàn)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(huán)境。

2.2激光水位計在城市防汛中的應用優(yōu)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、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(fā)散角小，實際安裝現(xiàn)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、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(tǒng)的安裝。

4、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、提供無線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(fā)出的微波被液面反射后的信息換算物面位置。優(yōu)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(fā)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(jiān)測系統(tǒng)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(fā)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(jiān)測的那樣環(huán)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(yōu)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(jiān)測系統(tǒng)中，該傳感器顯然不適用那樣的環(huán)境。

四、激光水位計典型參數(shù)

五、安裝方式

5.1安裝方式一

針對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保護管固定咋建筑物上，如下圖所示

•  激光的特點是測距量程款，可傾斜安裝，但要求激光保護管為直線。
• 激光保護管外徑為大于75~110mm的PVC或鍍鋅鋼管。安裝為直線，將豎直混凝土平面作為安裝基礎，基礎上埋設可調節(jié)高低抱箍，將抱箍調節(jié)至同一豎直線上，固定好激光保護管，見左圖
• 使用膨脹螺栓將水位計控制器、太陽能電池板(市電供電無需)以及LED顯示屏安裝于合適的地點。
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• 5.2安裝方式二

對于路面、湖泊等無建筑物可依附的區(qū)域，直接采用激光水位保護管作為支撐管，將控制箱、太陽能電池板等其他附件統(tǒng)一安裝在一起

• 適用于沒有墻壁或支撐位的低洼地帶。

l  激光保護管外徑為大于75~110mm鋼管,鋼管可以用于支持水位計與太陽能電池板。

l  使用螺栓將水位計控制器、太陽能電池板以及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

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