Портативный акустический уровнемер Solinst Модель 104 предназначен для быстрого и удобного измерения расстояния до статического уровня воды на глубине до 600 м, без необходимости погружения оборудования в скважину.
Этот уровнемер отлично подходит для использования в прямых, изогнутых, узких, труднодоступных или загрязненных скважинах. В комплекте поставки включена пластиковая крышка для закрытия крупных отверстий скважин, а также удобная полевая сумка Solinst.
Принцип работы акустического уровнемера Solinst заключается в передаче низкочастотной звуковой волны зондом в трубу или колодец, с последующим измерением времени возвращения импульса после контакта с водой.
Оптимальные условия для использования акустического уровнемера:
-
В искривленных или загроможденных скважинах, где есть потенциальный риск запутывания оборудования.
-
На загрязненных участках для предотвращения перекрестного загрязнения между скважинами.
-
На участках, где запрещено опускание оборудования в скважину или контакт с поверхностью воды.
-
При необходимости проведения быстрого ручного сбора данных в одной точке.
-
В узких, каскадных или труднодоступных скважинах для измерения уровня воды.
Для эффективного использования акустического уровнемера рекомендуется заранее иметь информацию о скважине, колодце, трубе или пьезометре, в котором проводятся измерения.
В случае работы с незнакомой средой мониторинга рекомендуется использовать стандартные уровнемеры из линейки Solinst, оснащенные лентой с точной разметкой через каждый миллиметр. При контакте с водой звуковой сигнал и световой индикатор подтверждают, что зонд уровнемера достиг воды, а не столкнулся с препятствием внутри скважины.
При соблюдении предложенных рекомендаций акустические уровнемеры Solinst обеспечивают точные измерения уровня воды.
1. Убедитесь, что скважина оборудована надлежащим образом
Если верхняя часть вашей скважины или трубы открыта, необходимо закрыть ее крышкой с отверстием для доступа зонда. Для акустического уровнемера Solinst Модель 104 предоставляется пластиковая крышка для закрытия отверстий в более крупных скважинах.
Поскольку импульс, создаваемый зондом бесконтактного уровнемера, представляет собой волну давления воздуха/звуковую волну низкой частоты, важно обеспечить хорошее уплотнение вокруг зонда. Это предотвращает выход давления воздуха из скважины, что может привести к потере или ослаблению импульса. Уплотнение вокруг зонда не обязательно должно быть герметичным, но для лучшей работы сигнала рекомендуется, чтобы звуковые волны не выходили за пределы скважины, также это помогает избежать воздействия внешних шумов, таких как ветер, на звуковую волну.
2. Учитывайте диаметр скважины при проведении измерений.
Акустический уровнемер Solinst оптимально функционирует в скважинах или трубах с диаметром до 20 см.
Это объясняется тем, что с увеличением диаметра скважины мощность звукового импульса уменьшается. Следовательно, импульс становится более чувствительным к шумам насоса или другим помехам, вызванным различными дефектами.
Таким образом, в скважинах с диаметром более 20 см для измерений рекомендуется использовать пьезометрическую трубку, опущенную от устья до глубины ниже уровня воды.
Также важно учесть, что скорость звука уменьшается в скважинах или трубах с диаметром менее 5 см. Для компенсации этой разницы можно ввести диаметр трубки в блок управления акустического уровнемера.
3. Учитывайте температуру грунтовых вод/глубокой скважины
Ввиду изменений скорости звука в зависимости от температуры, в зонде акустического уровнемера встроен датчик температуры, который учитывает температуру воздуха в верхней части скважины.
Акустический уровнемер предоставляет возможность вручную вводить предполагаемую температуру на границе воздуха и воды в скважине. При автоматическом измерении температуры воздуха с помощью датчика в зонде, оба значения температуры используются для вычисления скорости звука и, следовательно, определения расстояния или глубины до уровня воды.
Важно отметить, что погрешность в измерении расстояния при изменении температуры минимальна — примерно 1% при погрешности в 5,6ºC.
4. Учитывайте типичный уровень воды в исследуемой скважине
Обычно знание предварительной глубины воды перед измерением позволяет установить диапазон ожидаемых глубин для начала измерений и регистрации возвращающихся импульсов. Например, если типичная глубина воды составляет 8-9 метров, можно установить минимальную глубину на уровне 7 метров, а максимальную — 10 метров для повышения точности.
Чтобы компенсировать этот эффект, датчик постепенно увеличивает коэффициент усиления, что обеспечивает обнаружение более слабых сигналов. Однако слишком долгое прослушивание может создать проблемы, поскольку высокий коэффициент усиления может привести к тому, что шум от насоса или окружающей среды за пределами скважины перевесит сигнал. Для регулировки этого процесса предусмотрена настройка максимального диапазона, которая позволяет установить продолжительность прослушивания датчика.
С другой стороны, уменьшение времени прослушивания приведет к более частым импульсам, возвращающимся к датчику. В неглубоких скважинах звуковая волна может отражаться от верхней и нижней частей скважины, вызывая многократные возвраты импульсов туда и обратно.
С учетом приблизительной глубины до воды рекомендуется установить максимальный диапазон чуть глубже. Однако следует избегать настройки уровнемера на прослушивание возвращающихся импульсов в течение более длительного периода или на большую глубину, чем необходимо. Регулируйте минимальный диапазон так, чтобы избежать обнаружения возвращающихся импульсов с меньшей глубины.
5. Учитывайте состояние внутри скважины
Настройки максимального и минимального уровней, упомянутые ранее, также применимы для предотвращения воздействия известных препятствий внутри скважины. Как было указано, звуковая волна, излучаемая зондом, распространяется до тех пор, пока не встретит преграду. При столкновении с дефектом внутри скважины часть импульса отражается, что делает основной импульс слабее.
Мелкие препятствия, такие как трубы или провода, не вносят существенного вклада в импульс и не влияют на точность измерений уровня воды. Однако более крупные помехи, такие как незначительные изменения диаметра обсадной трубы, могут вызвать достаточное количество отраженных импульсов, что повлияет на точность измерений.
Например, если известно, что в скважине есть трещина или обсадная труба заканчивается на глубине 10 м, а уровень воды находится приблизительно на 20 м ниже, то минимальный диапазон можно установить на 15 м, чтобы исключить отражения на глубине 10 м.
Примечание: при более серьезных дефектах внутри скважины, таких как значительные изменения диаметра обсадной трубы или перфорированные участки, рекомендуется использовать пьезометрическую трубку.
Еще один пример: если насос установлен на глубине 50 метров, рекомендуется установить максимальный диапазон менее 50 метров, чтобы избежать влияния помех с этой глубины.
Дополнительные рекомендации для улучшения точности измерений:
Регулярно проверяйте уровень заряда батарей. В комплект поставки бесконтактного уровнемера Solinst Модель 104 включены 6 сменных щелочных батарей типа AA. Рекомендуется заменять их, когда напряжение снижается до 6,5 В. После включения блока управления просто нажмите стрелку вниз, чтобы проверить напряжение.
Для продления срока службы батарей переведите блок управления в режим энергосбережения.
Учитывайте смещение. Например, если зонд вставлен в крышку скважины, выступающую на 75 см над землей, введите 75 см в блоке управления в разделе смещения. Это значение автоматически вычитается из измерений глубины. Смещение может быть отрицательным, если зонд установлен на обсадную трубу ниже уровня земли.
Периодически выполняйте сброс к заводским настройкам. Перед началом нового проекта (или, по крайней мере, раз в месяц), рекомендуется сбрасывать настройки к заводским. Это вернет блок управления к заводской конфигурации с измерениями в метрической системе, позволяя начать новый проект с обновленными настройками и удалить предыдущие.
Источник: Solinst
