压力传感器在城市汛期水位报警中的原理与应用

当前,全国各地全面进入汛期,高温、多雨、台风雷电等极端天气频发,各大城市防汛压力猛增。为实现智慧防汛和精准监测,各类传感器技术的应用日渐多样化。今天,传感器专家网小编便来为您介绍压力传感器监测方式在水位监测报警中的应用。

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机电管家信息管理系统对青祁隧道进行能源与运行管理,资料图

传感器助力无锡市智慧防汛

梅雨季节,行车最怕的就是暴雨过后低洼道路特别是隧道内积水。在无锡市,该市青祁隧道前些年一直是雨后积水多发路段。自2018年初,加装了机电管家信息管理系统之后,安全度过汛期,基本未发生积水现象。据了解,该系统平台可通过传感器、摄像头监控泵房、变电站等主要设备机房的数据信息。

在该系统凭条建设中,为应对连续性强降水,无锡市政部门启用了雨水预警系统,在50个易淹、易涝点安装了雨水管道传感器监控装置。一旦雨水井中的水位超过警戒线,系统及时将发布预警,工作人员第一时间就能处理。

借助这一平台,技术服务人员可调取实时监控,在移动设备上进行查看。比如,青祁隧道的南泵房,水位升到1.3米的高度会自动启动1个泵,到1.5米会启动2个泵,到1.8米会启动高水位报警,水位下降到0.7米就会自动停泵。

今年4月16日,该预警系统某处压力传感器失效报警,收到报警后,相关工作人员前往处理,发现原来是有淤泥粘住了压力传感器,工人将传感器清洗干净,拍下操作过程的照片上传至系统,这样在平台上就可以看到整个处理流程。

液位的多种测量方式

从上述应用案例中,我们可以发现,压力传感器目前可被用于城市汛期水位报警工作中。那么,压力传感器究竟是如何实现水位监测报警的呢?

我们知道,液位是日常和实际生产中经常会遇到的一类测量。液位的测方式有很多,常见的有机械浮标式、静力学式、磁浮式、超声波式、激光式。由于测量原理的不同,在选用时应灵活根据测量实际情况和要求进行选择。其中,便包括上述应用案例中的基于压力传感器的液位测量方式,该测量方式也是常见的一种液位测量方式。

我盟知道,压力传感器最直接的用途是对气体、液体压强或压力进行测量,但只需稍加利用液体压强与液高的关系,便可将压力传感器用于对液位的测量中。

压力传感器液位监测的原理

在物理学中,液体的压强P由关系决定:p=ρgh。对于同种液体而言,液体密度ρ恒定,因此,液体的压强P与液面的高度h(距离液面的高度)成正比例的线性关系。由此不难发现,不同高度液位面处液体的压强也各不相同。

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压力传感器水位监测方式示意图,资料图


如上图,在采用压力传感器或压力变送器对液位进行测量时,通过将压力传感器安装于罐底。当罐内液面发生变化时,相当于罐底距离液面高度h也同时在变化,压强自然也会随之变化,由此便达到了连续测量的目的。

  水位压力传感器监测的优势

从某种意义上讲,压力传感器可测量位于设备之上的液体所产生压力或重量,它们可被认为是被动传感器,而不是主动传感器,主动传感器例如超声波和雷达传感器,它们主动输出用于水平测量的信号。

但是,采用水位压力传感器进行水位测量的一个好处,是它非接触性。与机械和静力学方式相比,无需过多部件与液体接触,安装较方便。此外,在测量原理上,相比激光和超声波等同类非接触测量方式,压力传感器监测原理关系式更简单且具有线性性,在数据处理分析和处理上更为直观。比如,在开头案例中青祁隧道雨水井中的水位和井深,压力传感器便是较为有效的一种水位传感器报警装置。

以上便是传感器专家网为您介绍的有关压力传感器在水位监测报警中的应用了。今后,传感器专家网将持续关注城市防汛系统中不同场景下的传感器技术与应用,敬请期待。


文章来源:传感器专家网