Radarowe przetworniki poziomu do stawów hodowlanych: monitoring wody i poradnik doboru

Jazery rybne, jazery śrimów, zbiorniki akwakultury oraz systemy akwakultury z recyrkulacją wody wymagają niezawodnego monitorowania poziomu wody. Poziom wody może ulegać zmianom w wyniku naładowania, odprowadzania wody, parowania, opadów deszczu, działania systemu filtracji oraz rutynowego wymiany wody. Nadmiernie wysokie lub niskie poziomy wody mogą wpływać na działanie pomp, urządzeń filtracyjnych, systemów odprowadzania oraz ogólnego funkcjonowania systemu akwakultury.

Przesyłacze poziomu wody na bazie radaru umożliwiają ciągłe pomiar poziomu wody bez użycia kontaktu fizycznego poprzez umieszczenie czujnika powyżej powierzchni wody. Urządzenie wysyła fale elektromagnetyczne w kierunku wody i oblicza odległość na podstawie sygnału odzwierciedlonego przez wodę. Ponieważ czujnik nie musi być zanurzony w zbiorniku, pomiary radarowe pozwalają ograniczyć problemy związane z zakażeniem biologicznym, osadami, solą oraz konserwacją zanurzonych elementów czujnych.

1.Co czyni pomiar poziomu w stawach akwakultury czymś innym?

Jazery akwakulturowe mogą wydawać się być prostymi systemami regulacji poziomu wody, jednak ich warunki eksploatacyjne są często bardziej złożone niż w przypadku zamkniętego zbiornika magazynowego. W tym kontekście takie czynniki jak aeratorzy, pompy cyrkulacyjne, warunki atmosferyczne na zewnątrz, ekspozycja na wodę słoną, ruch powierzchni wody oraz piana mogą wpływać na wybór i montaż urządzeń pomiarowych.

Kontynuująca zmiana poziomu wody

Napełnianie, drenaż, parowanie i opady deszczu mogą stale zmieniać poziom stawu, więc ciągły pomiar jest często bardziej przydatny niż pojedynczy przełącznik wysokiego lub niskiego poziomu.

Ruchoma powierzchnia wody

Aeratory, pompy, wejścia wody oraz wiatr mogą powodować powstawanie fal oraz ciągłe ruchy powierzchni.

Środowisko zewnętrzne

Urządzenie może być narażone na deszcz, promieniowanie słoneczne, wilgoć, zmiany temperatury oraz silny wiatr.

Warunki korozyjne

W zastosowaniach morskich oraz w hodowli akwakulturowej o wysokiej zawartości soli wymagane są odpowiednie materiały dla obudowy, montażu oraz elementów mocujących.

2. Jak radar mierzy poziom wody w stawie hodowlanym?

Przesyłacz radarowy jest umieszczony nad stawem i wysyła fale elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości ku powierzchni wody. Sygnał jest odzwierciedlany przez powierzchnię wody i odbierany przez urządzenie. Następnie przesyłacz oblicza odległość między czujnikiem a powierzchnią wody na podstawie sygnału odzwierciedlanego.

Gdy znana jest wysokość odniesienia instalacji, rzeczywisty poziom wody można obliczyć jako:

Poziom wody = wysokość odniesienia-zmierzona odległość do powierzchni wody

Cały proces pomiarowy jest bezkontaktowy. Nie jest konieczne, by czujnik był stałe umieszczony w stawie, co może ograniczyć bezpośrednie narażenie na rozwój mikroorganizmów, osady, sól oraz konieczność regularnych prac czyszczenia.

3. Dlaczego warto stosować radarowy poziomik bezkontaktowy do monitorowania poziomu wody w stawach hodowlanych?

Podwodne czujniki ciśnienia, pływaki oraz inne urządzenia pomiarowe typu kontaktowego mogą również być wykorzystywane w stawach hodowlanych.Jednak czujniki, które są utrzymywane pod wodą przez dłuższe okresy, mogą poddawać się wpływowi zjawiska biozanieczyszczenia, osadów, nasadów soli lub uszkodzeń mechanicznych.

Przesyłniki poziomu radarowego są montowane powyżej powierzchni wody i nie posiadają czujnika, który byłby ciągło zanurzony w zbiorniku. Rozwiązanie to może okazać się przydatne w przypadkach, gdy dostęp do przeprowadzania konserwacji jest ograniczony, gdy operator chce uniknąć ułożenia przewodów pod wodą, albo gdy konieczne jest zintegrowanie kilku zbiorników w centralny system zdalnego monitorowania.

4. Czy mgła, wilgotność i deszcz wpływają na pomiary poziomu za pomocą radaru?

Radar wykorzystuje fale elektromagnetyczne zamiast fal akustycznych. W przeciwieństwie do pomiaru ultradźwiękowego, radar nie zależy od prędkości dźwięku w powietrzu, więc normalne zmiany temperatury powietrza, wilgotności i przepływu powietrza mają na ogół mniejszy bezpośredni wpływ na prędkość propagacji sygnału pomiarowego.

Jednak radar nie powinien być uważany za urządzenie, które mogłoby przenikać przez nieograniczoną mgłę, krople wody lub kondensację bez wpływu. Silna kondensacja, trwały warstwowy film wodny lub zanieczyszczenie anteny mogą nadal wpływać negatywnie na jakość echa. W przypadku instalacji na otwartym powietrzu należy wziąć pod uwagę ochronę w obudowie, lokalizację czujnika, stabilność montażu oraz – gdy to konieczne – ochronę przed warunkami atmosferycznymi.

5. Czy aeratory mogą wpływać na pomiar poziomu wody za pomocą radaru?

Aeratorzy z kół łóżkowych, systemy rozpraszania powietrza oraz urządzenia do cyrkulacji mogą wywoływać silne ruchy powierzchni wody, powstawanie pęcherzyków oraz rozpraszanie wody. Jeśli przekaźnik radarowy zostanie umieszczony bezpośrednio nad obszarem o wysokiej turbulencji, zmierzona wartość może ulegać wahaniom, nawet jeśli średnia poziom wody w stawie pozostaje stabilna.

Dlatego przekaźnik należy zainstalować poza obszarami o największym efekcie aeracji, a także poza strefami wejściowymi i wyjściowymi, oraz umieścić nad obszarem reprezentującym średni poziom wody w stawie.Gdy nadal występuje umiarkowane przemieszczanie się powierzchni, można zastosować tłumienie, średnienie lub filtrowanie w celu poprawy stabilności wyjściowej.

6. Czy pianka wpływa na pomiar poziomu radaru?

Piana może rozwijać się w stawach akwakultury z powodu napowietrzania, rozpuszczonej materii organicznej lub zmieniających się warunków wodnych. Nie należy zakładać, że radar automatycznie penetruje całą pianę. Grubość pianki, gęstość, zawartość wody i częstotliwość radaru wpływają na sygnał odbity.

cienka lub okresowa warstwa pęcherzykowej różni się od gęstej i trwającej warstwy pęcherzykowej. Jeśli ciężka warstwa pęcherzykowej występuje regularnie, powinna być uwzględniona w informacji dotyczących zastosowania podczas wyboru produktu, aby możliwe było właściwe ocenienie częstotliwości radarowej, miejsca montażu oraz oczekiwanych właściwości echa.

7. Jakie są zalety 80GHz Radar w zastosowaniach akwakultury?

Radar 80GHz może wytwarzać stosunkowo wąską wiązkę pomiarową. Może to być przydatne, gdy czujnik jest zamontowany w pobliżu krawędzi stawu, na belce konstrukcyjnej lub gdzie rury, wsporniki lub inne stałe przedmioty znajdują się blisko ścieżki pomiaru.

Kompaktowy rozmiar anteny może również uprościć instalację. Jednak,80GHz Nie jest automatycznie wymagane dla każdego stawu akwakultury. Odpowiednia częstotliwość radarowa powinna być nadal wybierana zgodnie z odległością pomiaru, wysokością instalacji, warunkami powierzchniowymi i otaczającymi konstrukcjami.

8. Porównanie radaru i ultradźwięków w pomiarze poziomu zbiornika akwakultury:

– zarówno technologie radarowe, jak i ultradźwiękowe, mogą być stosowane do pomiaru poziomu wody w konwencjonalnych systemach akwakultury. W przypadkach, gdy występują duże wahania temperatur na zewnątrz, silny przepływ powietrza, ograniczony obszar montażowy lub obecność barierek strukturalnych w pobliżu, rozwiązanie radarowe może zapewnić istotne zalety pod względem instalacji.Miernictwo ultradźwiękowe może nadal być odpowiednim rozwiązaniem dla prostszych stawów, w których warunki akustyczne są stabilne.

9. Typowe zastosowania w akwakulturze

Monitorowanie poziomu w stawie rybnym

Następnie monitoruje zmiany poziomu wody spowodowane naładowaniem, odprowadzaniem wody, opadami deszczowymi oraz wapnieniem, a także dostarcza dane do ręcznego lub automatycznego uzupełniania wody.

Monitorowanie poziomu w stawie dla krewetek

– odpowiedni dla zastosowań w hodowli morskiej i o wysokiej zawartości soli, gdy sprzęt montażowy, elementy mocujące oraz materiały instrumentowe są wybrane w warunkach ekspozycji na sól i korozję.

Systemy recyrkulacyjnych w hodowli wodnej\n

Dozwala monitorowanie zbiorników hodowlanych, zbiorników filtracyjnych, zbiorników magazynowych oraz zbiorników oczyszczających w ramach centralnego systemu monitoringu opartego na PLC lub RTU.\n

Automатыczne naładowanie i odprowadzanie

Następnie sygnały poziomu wody mogą być wykorzystywane przez PLC do sterowania zaworami uzupełniania, pompami odprowadzającymi oraz funkcjami alarmowymi.

10. Jak można zdalnie monitorować dane z radaru poziomu?

Transmiter radaru poziomu odpowiada za pomiar poziomu wody, podczas gdy zdalna transmisja danych jest zazwyczaj realizowana przez PLC, RTU, rejestrator danych lub przemysłowy gateway. W zależności od wybranej urządzenia, dane o poziomie wody mogą być przekazywane do systemu sterowania za pomocą sygnału 4-20mA lub protokołu RS485 Modbus RTU.

Transmiter poziomu radarowego → PLC / RTU / logger danych → 4G / Ethernet / LoRa WAN → platforma zdalnego monitorowania

System o wyższym poziomie może dostarczać dane o trendach historycznych, rekordach alarmów, kontrolę nad uzupełnianiem oraz centralizowany system monitoringu wielu zbiorników. Logika automatycznej kontroli powinna uwzględniać odpowiednią hysterezę oraz opóźnienie czasowe, aby krótkotrwałe ruchy powierzchni nie powodowały nadmiernego częstego przełączania się pomp lub zaworów.

11. Jakie informacje są wymagane przy doborze radarowego nadajnika poziomu w systemach akwakultury?

12. Uwarunkowania instalacyjne

Transmiter radarowy należy zamontować powyżej miejsca odpowiadającego średniemu poziomowi wody w stawie. Należy unikać montażu bezpośrednio nad wirnikami aeratorskimi, silnymi strumieniami wlotowymi, wywodom odprowadzającymi wodę lub innymi obszarami o intensywnych zakłóceniach powierzchniowych.

Stałe oprawy, rury oraz inne konstrukcje należy, o ile to możliwe, pozostawiać poza głównym promieniem radarowym.Struktury montażowe na otwartym powietrzu powinny być mechanicznie stabilne, a uszczelnianie kabli, pętle odprowadzania wód, ochrona przed impulsami oraz uziemienie powinny być realizowane zgodnie z projektem elektrycznym na miejscu.

W przypadku zastosowania w wodzie morskiej lub systemach akwakultury o wysokiej zawartości soli, podczas procesu selekcji należy również uwzględnić odporność na korozję nośników montażowych, elementów mocujących, obudów oraz materiałów wystających na zewnątrz.

– Pytania często zadawane.

– Q1: Czy radar jest odpowiedni do monitorowania poziomu wody w stawie rybnym?

– A1: Tak.Radar umożliwia ciągłe pomiarowanie bez kontaktu i nie wymaga, aby element czujny był podwodny w stawie.

Q2: Czy nadajniki poziomu oparte na radarze mogą być stosowane w stawach do hodowli krewetek oraz w hodowli morskiej?

A2: Tak, jednak woda morska oraz roztwór soli mogą wykazywać właściwości korozyjne. Zastosowane elementy montażowe, elementy mocujące oraz materiały do instrumentów należy dobierać w odpowiednim sposób.

Q3: Czy aerator może zakłócać pomiary radarowe?

A3: Tak. Silne ruchy powierzchni oraz rozpylanie mogą powodować krótkotrwałe wahania wyników pomiarów. Sensor należy montować poza strefą największej turbulencji, a także można zastosować odpowiednią filtrację.

Q4: Czy mgła lub wysoka wilgotność mogą uniemożliwić przeprowadzenie pomiarów radarowych?

A4: Normalna wilgotność zazwyczaj ma ograniczony bezpośredni wpływ na propagację sygnału radarowego, jednak intensywne kondensowanie, trwające warstwy wody lub zanieczyszczenie anteny mogą nadal wpływać na jakość echa.

Q5: Czy radar można stosować w obecności piany?

A5: To zależy od grubości, gęstości oraz trwania piany. cienka, okresowa pianka oraz gęsta, trwała pianka stanowią zupełnie różne warunki pomiarowe, dlatego podczas wyboru należy uwzględnić obecność intensywnej piany.

Q6: Czy radar może automatycznie kontrolować naładowanie stawu?

A6: Transmiter radarowy generuje ciągły sygnał poziomu wody. PLC lub inny sterownik może wykorzystywać ten sygnał do sterowania zaworami uzupełniania, pompami odprowadzającymi lub systemami alarmowymi zgodnie z skonfigurowanymi progiem poziomów.

Q7: Czy poziom wody w stawie można monitorować za pomocą telefonu lub platformy chmurowej?

A7: Tak. Sygnał radarowy może być zbierany przez RTU lub bramkę IoT, a następnie przesyłany przez 4G, Ethernet, LoRa WAN lub inną sieć do zdalnej platformy monitoringu.

Q8: Czy zbiornik akwakultury powinien wykorzystywać radar lub pomiar poziomu ultradźwiękowego?

A8: Oba rozwiązania mogą być odpowiednimi. Radar może okazać się korzystny w przypadkach, gdy istotne są zmiany temperatur na zewnątrz, przepływ powietrza, obecność obudów w pobliżu lub instalacja o wąskim promieniu promienia. Pomiar ultradźwiękowy może nadal być praktyczny dla prostszych stawów o stabilnych warunkach akustycznych.

– Podsumowanie

Przesyłacze poziomu wody na bazie radaru są odpowiednie do ciągłego monitorowania poziomu wody bez kontaktu w stawach rybnych, stawach śledziowych, systemach akwakultury z recyrkulacją wody oraz innych otwartych zbiornikach akwakultury. Ponieważ element czujny nie pozostaje zanurzony, radar pozwala ograniczyć bezpośrednie narażenie na zanieczyszczenia biologiczne, osady oraz sól, a jednocześnie zapewnia interfejs do integracji z systemami PLC, RTU oraz zdalnym monitorowaniem.

Wystarczająca wydajność nadal zależy od poprawnej instalacji. Przy umieszczaniu czujników oraz doborze odpowiedniego urządzenia należy uwzględnić takie czynniki jak aeryacja, fale powierzchniowe, piana, warunki atmosferyczne na zewnątrz, plamienie soli oraz obiekty budowlane w pobliżu. Radar nie może być uważany za całkowicie odporny na mgłę, pianę czy kondensację, jednak ogólnie stanowi niezawodne rozwiązanie bezkontaktowe dla wielu zastosowań akwakultury na zewnątrz.

METRAVON Produkty do pomiaru poziomu radaru można skonfigurować zgodnie z odległością pomiaru stawu, warunkami środowiskowymi, wymaganym interfejsem wyjściowym i architekturą zdalnego monitorowania. Interfejsy takie jak 4-20mA i RS485 Modbus RTU Może być zintegrowany z PLC S, RTU i przemysłowe systemy IoT wspomagające monitorowanie poziomu wody, kontrolę uzupełniania i odwadniania oraz scentralizowane zarządzanie wieloma stawami akwakultury.