视频监测水位与雷达水位计比较与分析

视频监测水位与雷达水位计比较与分析

水位测量是液位测量的一种，由于水位测量涵盖水利、气象、地理、环保等多个领域，所以水位测量与一般液位测量相比又有其他特点。

水位测量方法产品包括：水尺测量、电子水尺、浮子水位计、超声波水位计、压力式水位计、激光水位计、视频水尺法等。其中水尺用于人工观测，其他方式方法用于自动观测。

本文分别对视频监测水位和雷达水位计测量做个介绍和对比，实际应用场景中，雷达水位计监测水位更有优势。

优势如下：

1、功耗优势

雷达水位计功耗低，脉冲式雷达水位计功耗低于0.5W，调频连续波式雷达水位计功耗约1W，比视频水尺法功耗低。功耗低，很适合在山区野外的太阳能供电系统中使用。

2、安装优势

雷达水位计悬空安装，无需额外的土建和占地，在渠道、管道、河道都可以安装使用。而视频水尺法在渠道、小河道安装，需要人工混凝土或镀锌钢管立柱安装水尺，然后安装视频摄像头组合形成水位监测，需要配套协调使用，相对复杂。

3、维护优势

雷达水位计测量水位比超视频水尺法监测水位少很多，特别是在渠道和河道应用上，雷达水位计基本上免维护，而视频水尺法监测水位，平时水尺附近不能有水草杂物遮挡，长远来说水尺老化折损更严重，可能辨识不明确，影响测量。

4、测量精度高、不受水位变化影响

雷达水位计精度可达到3mm,分辨率1mm。一般的水尺用于地表水的监测。它是由金属或非金属材料制作而成，上面标有刻度，精度一般以厘米计（最小刻度1cm），水利上一般以1米为一节，以纯红、蓝为一块，方便阅读。误差和精度不如雷达水位计。5、可扩展和集成度雷达水位计可集成接入到流量监测系统、水雨情监测系统、山洪预警监测系统等，可扩展和集成度高；视频水尺监测水位，方式比较单一。6、对网络依赖程度低，资费低，环境适应性更好

雷达水位计结合监测系统，设备数据量小，对信号要求低，2G网络下也可使用，兼顾一些恶劣的使用环境。视频水尺法监测水位，需要视频摄像头的网络环境良好，流量资费较高。

一、 雷达水位计

1.1、产品原理

雷达水位计主要由发射和接收装置、信号处理器、天线、等几部分组成。雷达水位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达水位计的天线发射出电磁波，这些电磁波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到水面的距离成正比；

关系式如下：　

D——雷达水位计到水面的距离　　

C——电磁波传输速度　　

T——电磁波运行时间　　

雷达水位计记录脉冲波经历的时间T，而电磁波的传输速度为常数C，则可计算出雷达天线到水面的距离D=C*T/2；水底到雷达天线的距离是L，计算可得出水位高度H=L-D

1.2 技术参数

测量范围（水深）

0.65~40m（定制）

精度

±1cm

分辨率

1mm

天线辐射角度（水平和垂直 ,3dB)

±6°

发射频率范围

24~24.25GHz

调频带宽

1GHz

等效全向辐射功率(EIRP)

7~25dBm（可调）

电源

直流9V~24V

功耗

≤1W

数据刷新频率

1Hz

信号接口

RS485（Modbus）

存储容量

2M（可扩展）

防护等级

IP68

工作温度

-20℃~65℃（不结冰）

存储温度

-25℃~70℃

外壳材质

铝合金

1.3、设备安装

安装时应选择河流和渠道顺直段安装、水流均匀处，避免乱流或者旋涡干扰，设备测量时，设备照射到水面附近保证无杂物、树枝等漂浮物，安装时保证水位计与水面平行，水面和设备距离在水位计的量程范围，水面和设备之间无遮挡物保证设备发射接收信号良好，设备在使用时向水面发射雷达信号，反射回来的信号会被传感器接收，并通过分析计算转换为水位。

一、 视频水尺法

一般的水尺用于地表水的监测。它是由金属或非金属材料制作而成，上面标有刻度，精度一般以厘米计（最小刻度1cm），水利上一般以1米为一节，以纯红、蓝为一块，方便阅读。结合高清摄像头拍摄水尺及现场情况，针对性算法处理得出水位数据。内置RTU，休眠状态下功率降低为5.6W。