LIMNIMETRY : Limnimeter sensoren

Niveausensoren kunnen worden onderverdeeld in 2 categorieën:

waterniveausensoren, of niveausondes, met en zonder contact met water.

Van waterpeilmeters totradar waterpeilmeters zijn er in een grote verscheidenheid aan sensoren.

Terug naar website

Niveausensoren met contact :

Directe of indirecte aflezing, reistijdmeting en drukmeting zijn de methoden die worden gebruikt voor contactniveaumeting.

- Waterniveaus kunnen rechtstreeks worden afgelezen van waterpeilschalen. Dit zijn geëmailleerde metalen platen met een schaalverdeling in centimeters die verticaal of plat op een hellende ondergrond worden geplaatst. Het waterniveau wordt bepaald door een waarnemer met behulp van directe aflezing. De investering is erg laag, de installatie vereist vaak civieltechnische werkzaamheden en het onderhoud is beperkt tot het periodiek schoonmaken van de schalen. Hun duurzaamheid hangt af van de impact waaraan ze worden blootgesteld. De bedrijfskosten zijn hoog als de waarnemer permanent is. De meetnauwkeurigheid is onzeker en onderhevig aan menselijke fouten. Ladders worden van oudsher gebruikt op waterlopen en zijn vaak de enige manier om waterniveaus te meten en zijn nog steeds de historische referentie voor waterniveaus.

- Indirecte meting gebeurt met de vlotter. Aangesloten op een plotter op gegradueerd papier is dit de limnigraphe, die nu niet meer gebruikt wordt omdat het gebruik te beperkt is en niet erg veilig. Aangesloten op een encoder worden de ongemakken vermeden die gepaard gaan met het gebruik van papier, de stift en inkt, maar de vlotter die vast komt te zitten of de kabel die over de katrol glijdt zijn nog steeds grote ongemakken die foutieve metingen en talloze verplaatsingen veroorzaken. De investering is aanzienlijk en de installatie vereist grote civieltechnische werken die vaak zwaar beschadigd worden door grote overstromingen. Er moet voortdurend op locatie worden gecontroleerd, wat tot hoge bedrijfskosten leidt. De meetnauwkeurigheid is goed, maar de duurzaamheid is niet gegarandeerd. Metingen voor de limnigraphe worden handmatig uitgevoerd, maar kunnen ook worden verzameld door een centraal acquisitiesysteem als er een encoder wordt toegevoegd.

- Metingen van de reistijd worden gebruikt door ondergedompelde ultrasone niveausensoren. Deze bestaan uit een piëzo-elektrische cel die op de bodem van de waterloop wordt bevestigd en via een kabel verbonden is met een acquisitie-eenheid, die ook ontworpen is om de cel te prikkelen. Wanneer de cel wordt opgewonden, zendt deze een frequentie uit die naar de cel wordt teruggezonden wanneer deze het grensvlak tussen lucht en water bereikt. Decentrale eenheid meet de tijd die de frequentiegolf nodig heeft om de afstand af te leggen en leidt hieruit de meting van het waterniveau af. Deze methode kan duur zijn in termen van investering en vereist civieltechnische werkzaamheden op de bodem van de waterloop om de cel te bevestigen en de kabel in te graven. Het onderhoud bestaat uit het reinigen van het oppervlak van de cel wanneer dit bedekt raakt met slib. De nauwkeurigheid is goed als de limnietsensor of niveausonde schoon is en de watertemperatuur weinig varieert. Dit niveausensorsysteem is niet eenvoudig te installeren en vereist een zekere mate van onderhoud, waardoor het weinig succes heeft gehad.

Terug naar website

- De druk wordt gemeten met behulp van bubbel-niveausensoren of ondergedompelde sondes. Bij de bellen-niveausensor wordt een buis in de waterloop ondergedompeld en vastgehouden. Aan het andere uiteinde stuurt een compressor cyclisch druk in de buis. Een gegevensverzamelsysteem registreert de druk die nodig is om een bel aan het andere uiteinde uit de buis te laten ontsnappen. Deze methode vereist weinig infrastructuur en investeringen. De essentiële aanwezigheid van een compressor beperkt echter het belang van deze methode. Of de compressor is groot en heeft een netvoeding nodig, of hij is klein en wordt het mechanische zwakke punt van het systeem. Ondergedompelde sondes (druksensoren) zijn ondergedompelde metalen cilinders die een silicium of keramische cel en miniatuurelektronica bevatten. De druk die wordt uitgeoefend door de waterkolom boven de niveausensor, of niveausonde, vervormt de cel die een spanning genereert die evenredig is met de uitgeoefende druk en dus met het waterniveau. De kabel die de sonde met de chronometer verbindt, brengt het signaal naar het systeem. De investerings- en installatiekosten zijn laag. Dit is de meest economische methode, omdat deze wordt aangedreven door een lage stroom en geen onderhoud vereist. De resolutie van dit type limnimetersensor of niveausonde is ongeveer een millimeter. De nauwkeurigheid hangt af van de lineariteit en is omgekeerd evenredig met de volle schaal. De nauwkeurigheid wordt alleen beïnvloed door variaties in de watertemperatuur.

Het nadeel dat alle niveausensoren onder water gemeen hebben, is dat niveausensoren bij overstromingen vaak beschadigd of zelfs vernietigd worden. Het gebruik van verzonken niveausensoren of niveausondes in de hydrologie kan gerechtvaardigd zijn, maar in het geval van een overstroming zou het risico dat er geen meting meer is tijdens een crisis ertoe moeten leiden dat deze verzonken niveausensoren of niveausondes gecombineerd worden met andere middelen of vervangen worden door andere middelen.

Terug naar website

Contactloze niveausensoren:

Er zijn twee manieren om dit te doen: ultrageluid en microgolven(radar).

Eenvoudig gezegd maken beide gebruik van reistijdmeting. Met andere woorden, de gevoelige cel van de ultrasone niveausensor of de microgolfantenne van de radarniveausonde zendt een frequentie uit en meet de tijd die deze nodig heeft om terug te keren nadat deze van het wateroppervlak is afgeketst. Door de geluidssnelheid in lucht te kennen, in het geval van de ultrasone niveausensor, en de lichtsnelheid in het andere geval, berekent de elektronica de afstand tussen de niveausensor en het water. Het data-acquisitiesysteem dat deze informatie van de waterniveausensor ontvangt, leidt de hoogte van het water af. Deze twee methoden kunnen bemoeilijkt worden door de langdurige aanwezigheid van obstakels tussen de watersensoren, of niveausondes, en het wateroppervlak. De meting van de ultrasonewaterniveausensor wordt sterk beïnvloed door de temperatuur en de aanwezigheid van wind. De onnauwkeurigheid van de ultrasonewaterniveausensor houdt rechtstreeks verband met de luchtafstand die de sensor van het water scheidt. De sensor is daarom niet geschikt voor het meten van rivieren, maar is ideaal voor het meten van reservoirs. De investering is redelijk.

Terug naar website

De meting van de limietmetersensor radar wordt door niets beïnvloed en de nauwkeurigheid is identiek ongeacht de afstand tussen de limnimeter-sensor en het water. Het is de ideale manier om waterlopen te meten. De investering is 3 tot 4 keer hoger dan voor een ultrasone niveausensor. In beide gevallen kan de installatie heel eenvoudig zijn (bevestigd aan een brug) of grote civiele werken vereisen, afhankelijk van de locatie. In alle gevallen, met uitzondering van de "bubble to bubble" waterniveausensor en de ondergedompelde ultrasone waterniveausensor, kan het installatiewerk aanzienlijk worden verminderd door de waterniveausensoren, of niveausondes, autonoom te maken in termen van energie en transmissie. Hiertoe worden de niveausensoren door zonnepanelen van laagspanning voorzien en worden de signalen via korteafstandradio naar de "ultrasone" sensor verzonden. energiecentrale aanwinst.