5 советов для получения наиболее точных показаний при использовании бесконтактного уровнемера Solinst

Бесконтактный уровнемер Solinst Модель 104 - это портативный акустический прибор, предназначенный для простого и быстрого измерения расстояния до статического уровня воды на глубине до 600 м без необходимости спускать оборудование в скважину.

Идеально подходит для прямых, изогнутых, узких, труднодоступных или загрязненных скважин. Поставляется с пластиковой крышкой для закрытия больших отверстий скважин и удобной полевой сумкой Solinst.

Акустический уровнемер Solinst работает следующим образом: зонд передает низкочастотную звуковую волну в трубу или колодец и измеряет время возвращения импульса после контакта с водой.

Подходящие условия для использования акустического уровнемера

Поскольку акустический уровнемер работает на поверхности, и нет необходимости опускать что-либо в скважину, он идеально подходит для использования в некоторых конкретных сценариях:

• В искривленных или загроможденных скважинах, где оборудование потенциально может запутаться

• На загрязненных участках (проблемы перекрестного загрязнения от скважины к скважине)

• На участках, где оборудованию не разрешается погружаться в скважину или касаться поверхности воды

• Когда требуется быстрый ручной сбор данных в одной точке

• В узких, каскадных или труднодоступных скважинах для измерения уровня воды

При использовании акустического уровнемера желательно предварительно владеть информацией о колодце, скважине, трубе или пьезометре, в котором проводятся измерения.

В случае работы с незнакомой средой мониторинга рекомендуется использовать стандартные уровнемеры. В линейке Solinst представлены уровнемеры, оснащенные лентой с точной разметкой через каждый миллиметр. При соприкосновении с водой звуковой сигнал и световой индикатор подтверждают, что зонд уровнемера коснулся воды, а не столкнулся с каким-либо препятствием внутри скважины.

При соблюдении рекомендаций, изложенных далее, акустические уровнемеры Solinst обеспечивают точные измерения уровня воды.

1. Убедитесь, что скважина оборудована надлежащим образом

Если верхняя часть вашей скважины или трубы открыта, то ее следует закрыть крышкой с отверстием для доступа зонда. К акустическому уровнемеру Solinst Модель 104 прилагается пластиковая крышка для закрытия отверстий в скважинах большего размера.

Поскольку импульс, генерируемый зондом бесконтактного уровнемера, представляет собой волну давления воздуха/звуковую волну низкой частоты, вокруг зонда должно быть хорошее уплотнение, чтобы предотвратить выход давления воздуха из скважины, что может привести к потере/ослаблению импульса.

Уплотнение вокруг зонда не обязательно должно быть герметичным, но сигнал работает лучше, когда звуковые волны не выходят наружу, и это также помогает предотвратить влияние внешних шумов, таких как ветер, на звуковую волну.

2. Учитывайте диаметр скважины, в которой проводятся измерения

Акустический уровнемер Solinst лучше всего работает в скважинах или трубах диаметром до 20см.

Это связано с тем, что с увеличением диаметра скважины сила звукового импульса ослабевает. Следовательно, импульс более чувствителен к шуму насоса или помехам из-за других дефектов.

Таким образом, в колодцах диаметром более 20 см для измерения следует использовать пьезометрическую трубку, опущенную от устья до глубины ниже уровня воды.

Также необходимо учитывать, что скорость звука снижается в колодцах или трубках диаметром менее 5 см. Чтобы компенсировать эту разницу, можно ввести диаметр трубки в блок управления акустического уровнемера. 

3. Учитывайте температуру грунтовых вод/глубокой скважины

В связи с изменением скорости звука в зависимости от температуры, в зонде установлен датчик температуры, который учитывает температуру воздуха в устье скважины.

Акустический уровнемер предоставляет возможность ручного ввода предполагаемой температуры на границе воздуха и воды в скважине. При автоматическом определении температуры воздуха датчиком в зонде обе температуры используются для расчета скорости звука и, следовательно, расстояния/глубины до воды.

Важно отметить, что погрешность определения расстояния при изменении температуры незначительна — примерно 1% при погрешности в 5,6ºC.

4. Учитывайте типичный уровень воды в исследуемой скважине

Как правило, знание приблизительного уровня воды перед измерением позволяет установить минимальную и максимальную ожидаемую глубину для начала измерения и считывания возвращающегося импульса.

Например, если глубина воды обычно составляет 8-9 м, установите минимальную глубину на 7 м, а максимальную - на 10 м для большей точности.

Для компенсации этого эффекта датчик постепенно увеличивает коэффициент усиления, что позволяет обнаруживать более слабые сигналы. Однако слишком долгое прослушивание может вызвать проблемы, поскольку коэффициент усиления становится настолько высоким, что шум от насоса или окружающей среды за пределами скважины может превзойти сигнал. Для регулировки этого процесса предусмотрена настройка максимального диапазона, позволяющая указать датчику продолжительность прослушивания.

С другой стороны, сокращение времени прослушивания приведет к более частым импульсам, возвращающимся к датчику. В неглубоких скважинах звуковая волна может отражаться от верхней и нижней частей скважины, что вызывает многократное возвращение импульса туда и обратно.

Таким образом, приблизительно зная глубину до воды, рекомендуется установить максимальный диапазон чуть глубже. Однако не следует настраивать уровнемер для прослушивания возвращающихся импульсов в течение более длительного периода / 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 в предыдущем совете, также могут быть применены для предотвращения влияния известных препятствий внутри скважины.

Как указано ранее, звуковая волна от зонда распространяется, пока не встретит препятствие. Каждый раз, когда она сталкивается с дефектом внутри скважины, часть импульса отражается, делая основной импульс немного слабее.

Мелкие препятствия, такие как трубы или провода, не оказывают существенного воздействия на импульс и не влияют на точность измерений уровня воды. Однако более крупные помехи, например, небольшие изменения диаметра обсадной трубы, могут вызвать достаточное количество отраженных импульсов, что может повлиять на точность измерений.

Например, если известно, что в скважине есть трещина или обсадная труба заканчивается на глубине 10 м, а уровень воды расположен примерно на 20 м ниже этого уровня, то минимальный диапазон можно установить на 15 м, чтобы игнорировать отражения на глубине 10 м.

Примечание: в случае более значительных дефектов внутри скважины, таких как крупное изменение диаметра обсадной трубы или перфорированные участки, рекомендуется использование пьезометрической трубки.

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 оптимизации показаний:

Удостоверьтесь, что уровень заряда батарей находится в норме. В комплект поставки бесконтактного уровнемера Solinst Модель 104 включены 6 сменных щелочных батарей типа AA. Рекомендуется их заменить, когда напряжение упадет до 6,5 В. После включения блока управления, просто нажмите стрелку вниз, чтобы проверить напряжение.

Для увеличения срока службы батарей, вы можете перевести блок управления в режим энергосбережения.

Учтите смещение. Например, если зонд вставлен в крышку скважины, которая выступает на 75 см над землей, введите 75 см в блоке управления в поле смещения. Это значение автоматически вычитается из показаний глубины. Смещение может быть отрицательным, если зонд установлен на обсадную трубу ниже уровня земли.

Выполните сброс к заводским настройкам. Перед началом нового проекта (или, по крайней мере, раз в месяц), рекомендуется сбросить настройки к заводским. Это вернет блок управления к заводской конфигурации с измерениями в метрической системе, позволяя вам начать новый проект с новыми настройками и удалить предыдущие.

Источник: Solinst