비접촉식 레이더 수위계라고도 하는 수로 레이더 수위계는 고주파 전자파(마이크로파)를 사용하여 수면까지의 거리를 측정하는 첨단 기기입니다. 안테나를 통해 레이더 전파를 송신하고 수면에서 반사되는 반사파를 수신합니다. 수위는 전파가 이 거리를 이동하는 데 걸리는 시간을 기준으로 계산됩니다.
핵심 특징은 다음과 같습니다.
1. 비접촉 측정
- 장점: 센서가 측정 수역에 접촉하지 않으므로 실트 침전, 해초 엉킴, 부식 및 결빙과 같은 기존 계량기(예: 플로트형, 압력 기반)에서 발생하는 접촉 방식 고유의 문제를 근본적으로 방지합니다.
- 결과: 유지 보수 비용이 매우 낮고 사용 수명이 길어 특히 혹독한 수문 환경에 적합합니다.
2. 환경 조건에 영향을 받지 않는 높은 측정 정확도
- 장점: 레이더파의 전파는 온도, 습도, 기압, 바람, 비, 먼지에 거의 영향을 받지 않습니다.
- 초음파 수위계와의 비교: 초음파 수위계 정확도는 주변 온도 변화(보상 필요)와 강한 바람에 영향을 받는 반면, 레이더파는 이러한 조건에서도 탁월한 성능을 발휘하여 뛰어난 안정성을 제공합니다.
3. 강력한 간섭 방지 능력
- 장점: 레이더 수위계는 일반적으로 K 대역 이상의 주파수에서 작동하며, 빔 각도가 작고 에너지가 집중되어 있습니다. 이를 통해 거품, 증기, 그리고 소량의 부유 이물질을 효과적으로 투과할 수 있으며, 물의 색깔이나 밀도 변화에 영향을 받지 않습니다.
- 결과: 약간의 파도, 거품, 증기가 있는 수면에서도 안정적이고 신뢰할 수 있는 측정 결과를 얻을 수 있습니다.
4. 간편한 설치, 구조 변경 불필요
- 장점: 측정 지점 위 적절한 설치 위치(예: 다리, 정수정의 가로보, 기둥)만 있으면 됩니다. 정수정을 건설하거나 기존 구조물을 대대적으로 변경할 필요가 없습니다.
- 결과: 토목 공학 비용과 설치 복잡성이 크게 줄어들었으며, 특히 기존 역을 업그레이드하는 데 유용합니다.
5. 광범위한 응용 분야
- 장점: 강, 운하, 저수지, 호수, 지하수 우물, 폐수 처리 시설의 다양한 탱크(유입 우물, 폭기조 등)를 포함한 거의 모든 유형의 수역에서 사용할 수 있습니다.
단점 및 고려 사항:
- 초기 비용이 더 높음: 조달 비용은 일반적으로 기존의 잠수형 압력 변환기나 부유형 수위계에 비해 더 높습니다.
- 거짓 에코 간섭: 좁은 정수정이나 수많은 파이프나 브래킷이 있는 복잡한 환경에서는 레이더파가 내벽이나 기타 장애물에 반사되어 소프트웨어 필터링이 필요한 거짓 에코를 생성할 수 있습니다. 최신 레이더 수위계는 일반적으로 이를 처리하기 위한 고급 에코 처리 알고리즘을 갖추고 있습니다.
- 극심한 파도 영향: 파도가 매우 큰 열린 바다(예: 해안, 대형 저수지)에서는 심각한 표면 변동으로 인해 측정 안정성이 저하될 수 있으므로 보다 적합한 모델과 최적화된 설치 위치를 선택해야 합니다.
2. 적용 사례
비접촉식 특성과 높은 신뢰성 덕분에 레이더 수위계는 수문 측정 모니터링, 물 보존 프로젝트, 도시 물 관리에 널리 사용됩니다.
사례 1: 산악 하천의 수문 모니터링 스테이션
- 과제: 산악 지대의 강은 수위가 급격하게 상승했다가 하강하며, 빠른 흐름은 많은 양의 퇴적물과 부유물(가지, 수초)을 운반합니다. 기존의 접촉식 센서는 쉽게 파손되거나 막히거나 엉켜 데이터 손실로 이어집니다.
- 해결책: 다리에 레이더 수위계를 설치하고 탐침을 강 표면을 향해 수직으로 향하게 합니다.
- 결과:
- 유지 보수 불필요: 침전물과 잔해물의 영향을 완전히 피하고 홍수철에도 전체 수문곡선을 안정적으로 포착합니다.
- 안전성: 설치 및 유지 보수 인력은 위험한 수역이나 홍수 시에 작업할 필요가 없으므로 안전성이 보장됩니다.
- 데이터 무결성: 홍수 경보 및 수자원 규제를 위한 지속적이고 정확한 중요 데이터를 제공합니다.
사례 2: 도시 배수망 및 침수 모니터링
- 과제: 도시 하수관과 박스형 암거의 내부 환경은 부식성 바이오가스, 토사 퇴적, 해충 피해 등의 문제로 매우 혹독합니다. 접촉 센서는 쉽게 손상되고 유지 관리가 어렵습니다.
- 해결책: 맨홀 뚜껑이나 가로대 안쪽에 높은 보호 등급(잠재적으로 방폭)의 레이더 수위계를 설치하여 우물 안의 수위를 측정합니다.
- 결과:
- 부식 방지: 비접촉 측정은 우물 내부의 부식성 가스의 영향을 받지 않습니다.
- 침전 방지: 침전물에 묻혀 센서가 고장나는 것을 방지합니다.
- 실시간 모니터링: 파이프 채우기 수준을 실시간으로 모니터링하여 도시 배수 시스템 배치 및 침수 경고에 대한 데이터 지원을 제공하고, "스마트 워터" 및 "스펀지 시티" 이니셔티브에 기여합니다.
사례 3: 저수지 및 댐 안전 모니터링
- 과제: 저수지 수위는 핵심 운영 변수이므로 절대적으로 신뢰할 수 있고 정확한 측정이 필요합니다. 기존 방식은 변동대 내 댐 경사면의 식생 성장에 영향을 받을 수 있습니다.
- 해결책: 댐 방류로 양쪽이나 모니터링 타워에 고정밀 레이더 수위계를 설치하여 저수지 수위를 실시간으로 모니터링합니다.
- 결과:
- 높은 신뢰성: 저수지 홍수 조절 작업과 물 공급을 위한 가장 중요한 데이터 기반을 제공합니다.
- 원활한 통합: 데이터를 자동 강우-유출 보고 시스템 및 댐 안전 모니터링 시스템에 직접 통합하여 자동화된 관리가 가능합니다.
- 장기 안정성: 마모나 파손이 거의 없어 장기간 일관된 데이터를 제공하며 안전 모니터링에 이상적입니다.
사례 4: 관개 수로의 자동 수위 측정
- 과제: 농업용 관개 수로는 흐름이 비교적 완만하지만 잡초가 있을 수 있습니다. 효율적인 수자원 관리 및 요금 청구를 위해서는 유지 관리가 용이한 측정 방법이 필요합니다.
- 해결책: 주요 구간(예: 수문, 수로)에 레이더 수위계를 설치합니다. 수위를 측정하고 이를 수로 단면 및 수리 모델과 결합하여 순간 유량과 누적 유량을 계산합니다.
- 결과:
- 간소화된 설치: 운하에 복잡한 측정 구조물을 건설할 필요가 없습니다.
- 원격 계량기 판독: 원격 측정 단말기와 결합하여 원격 자동 데이터 수집 및 청구가 가능해져 관개 관리가 현대화됩니다.
요약
비접촉식 작동, 높은 정확도, 높은 신뢰성, 그리고 낮은 유지 보수 비용이라는 탁월한 특징을 갖춘 수로 레이더 수위계는 현대 수문 및 수자원 모니터링 분야에서 선호되는 기술 중 하나로 자리 잡고 있습니다. 복잡한 환경에서 기존 수위 측정 방식이 겪는 여러 문제점을 효과적으로 해결하여 홍수 경보, 수자원 관리, 도시 침수 방지, 그리고 수력 엔지니어링 프로젝트의 안전한 운영에 강력한 기술 지원을 제공합니다.
서버 및 소프트웨어 무선 모듈의 전체 세트는 RS485 GPRS/4g/WIFI/LORA/LORAWAN을 지원합니다.
레이더 센서에 대한 자세한 내용은
Honde Technology Co., LTD.에 문의하세요.
Email: info@hondetech.com
회사 웹사이트:www.hondetechco.com
전화: +86-15210548582
게시 시간: 2025년 10월 30일