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地下水位监测仪阅读:50

地下水位监测仪是一种用于长期、连续、自动测量地下含水层水位变化的专用设备。

组成结构

  1.水位传感器(探头)

  安装在井孔或测压管中,直接感知水位变化,是核心部件。

  2.数据采集器(DTU/RTU)

  读取传感器信号,进行数据处理、存储,并控制通信模块发送数据。

  3.通信模块

  将数据上传至监控中心,常见方式包括:GPRS/4G、NB-IoT、LoRa、卫星通信、RS485等。

  4.供电系统

  太阳能板+蓄电池(野外常用)

  5.市电(固定站点)

  内置锂电池(低功耗长期运行)

  6.防护外壳与安装支架

  防护等级通常达到IP67以上,适应户外恶劣环境。

  7.云平台或监控软件

  接收、存储、显示数据,支持图表分析、阈值报警、历史查询等功能。

安装方式

  1.测井/观测井安装

  将传感器用钢缆或PVC管固定在井内指定位置。

  电缆沿井壁固定,连接到地面数据终端。

  井口加盖防雨防盗装置。

  2.压力式探头悬吊法

  使用通气电缆将压力传感器投入井中,距井底0.5~1米,避免泥沙影响。

  3.固定支架安装

  在井台或监测房内安装防护箱,集成采集器、电源和通信模块。

工作原理

  地下水位监测仪根据传感器类型不同,其工作原理也有所差异。以下是几种主流技术的工作方式:

  1.压力式水位计(最常见)

  原理:基于静水压力与水深成正比的关系。

  传感器(投入式压力变送器)沉入水中某一深度,感应该点的水压。

  公式:水位高度=(测得压力-大气压)/(重力加速度×水密度)

  通气电缆设计:通过一根导气管将大气压引入传感器内部,实现表压测量,消除气压波动影响。

  优点:精度高、稳定性好、适用于深井。

  缺点:需定期校准,易受温度影响。

  2.超声波水位计

  原理:从井口发射超声波,测量声波到达水面并反射回来的时间。

  计算公式:水位深度=(声速×时间)/2

  安装于井口上方,非接触式测量。

  优点:不接触水体,维护方便。

  缺点:受温度、湿度、雾气影响较大,精度较低,适用于浅井或明渠。

  3.雷达水位计

  原理:发射电磁波(微波),测量其往返时间来计算距离。

  类似于超声波,但使用高频雷达波,抗干扰能力强。

  优点:不受温度、气压、粉尘影响,精度高,寿命长。

  缺点:成本较高,多用于高端项目。

  4.浮子式机械水位计(传统型)

  原理:利用浮子随水位升降,通过滑轮和编码器记录位移。

  曾广泛使用,现逐渐被电子式取代。

  缺点:机械结构易卡滞、磨损,需频繁维护。

功能特点

  1.自动定时测量

  可设置采样频率(如每分钟一次、每小时一次),实现无人值守连续监测。

  2.数据本地存储

  内置存储芯片,断网或断电时仍可保存数万条记录,恢复后自动补传。

  3.远程实时传输

  支持无线上传至云平台,用户可通过手机APP或网页随时查看实时水位。

  4.越限报警功能

  当水位过高(可能引发内涝)或过低(可能造成资源枯竭)时,系统自动发送短信、微信或邮件报警。

  5.多参数扩展能力

  可同步集成水温、电导率、pH、溶解氧等水质传感器,实现“水位+水质”一体化监测。

  6.低功耗设计

  特别是采用NB-IoT或LoRa通信的设备,电池可续航1-5年。

  7.防雷与密封设计

  适应野外复杂环境,具备防雷击、防水、防腐蚀能力。

注意事项

  1.定期校准:建议每年至少校准一次,确保数据准确性。

  2.清理探头:防止生物附着(如藻类)、泥沙覆盖影响测量。

  3.检查电缆:避免动物啃咬或人为破坏。

  4.更换电池:太阳能系统需检查蓄电池健康状态。

  5.数据比对:可人工测量水位进行对比验证。

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