Tải file PDF Tác giả
Đơn vị công tác
1 Trung tâm Quan trắc khí tượng thủy văn; tqngoc@gmail.com
2 Công ty trách nhiệm hữu hạn khoa học và công nghệ Sonrad; vtuan72@gmail.com
3 Vụ Quản lý dự báo khí tượng thủy văn; vnlinh@monre.gov.vn
*Tác giả liên hệ: tqngoc@gmail.com; Tel: +84–913554906
Tóm tắt
Hiện nay, các thiết bị đo tự động trên mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào thiết bị ngoại nhập, việc nghiên cứu, chế tạo, tiến tới làm chủ công nghệ sản xuất thiết bị đo tự động khí tượng thủy văn là rất cần thiết. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm thiết bị đo mực nước tự động theo nguyên lý đo không tiếp xúc bằng công nghệ radar. Dựa trên nghiên cứu lý thuyết về nguyên lý hoạt động của radar đo mực nước, thuật toán phân tích phổ FFT (Fast Fourier Transform) và thuật toán tìm đỉnh chính xác (Peak detection), kết hợp với các hoạt động thiết kế, chế tạo điện tử, nghiên cứu đã sản xuất thành công thiết bị đo mực nước không tiếp xúc theo nguyên lý radar sử dụng sóng điều tần liên tục (Frequency Modulated Continuous Wave). Thiết bị đo sử dụng sóng tần số 60GHz có thể đo mực nước từ 0,5 đến 40 m, độ phân giải cho phép đo được tới 0,001 m, độ chính xác của thiết bị sau quá trình thử nghiệm là ±0,003 m. Thiết bị đã được Trung tâm Quan trắc khí tượng thủy văn kiểm định và cấp giấy chứng định đạt yêu cầu kỹ thuật đo lường.
Từ khóa
Trích dẫn bài báo
Ngọc, T.Q.; Hải, N.M.; Tuấn, T.V.; Linh, V.N. Nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm thiết bị đo mực nước tự động không tiếp xúc bằng công nghệ radar. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2022, 743, 52-60.
Tài liệu tham khảo
1. Hashim, Y.; Idzha, A.H.B.M.; Jabbar, W.A. The Design and Implementation of a Wireless Flood Monitoring System. J. Telecommun. Electron. Comput. Eng. 2021, 10(3–2), 7–11.
2. Anh, T.N.; Dũng, L.D.; Minh, L.D.; Quang, T.V.; Bình, H.T.; Bình, P.D.; Nguyên, N.V.; Luân, N.P. Đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ Radar quan trắc lưu lượng nước tự động tại một số các trạm thủy văn hạng I khu vực Tây Bắc và Việt Bắc. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2021, 729, 91–101. Doi:10.36335/VNJHM.2021(729).91-101.
3. Thắng, T.M.; Tuấn, H.A.; Tuấn, T.V. Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống quan trắc lưu lượng dòng chảy và lượng mưa hỗ trợ điều tiết an toàn hệ thống hồ thủy điện Hòa Bình. Tạp chí khoa học và công nghệ Việt Nam 2015, 2(7), 12–15.
4. Sơn, B.H. Nghiên cứu bộ chuẩn SWE (Sensor Web Enablement) của OGC và áp dụng thử nghiệm xây dựng các hệ thống mạng lưới quan trắc độ mặn theo tiêu chuẩn mở quốc tế. Chương trình Quản lý và Phát triển đô thị, Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, 2019.
5. Thái, T.H. Nghiên cứu, thiết kế, chế tao module phục vụ đo lường giám sát trong trạm khí tượng tự động. Viện Nghiên cứu điện tử, tin học và tự động hóa. Báo cáo Tổng kết đề tài, 2009.
6. Khánh, D.V.; Quang, H.V. Nghiên cứu, xây dựng giải pháp tự động hóa quản lý hoạt động nghiệp vụ trạm khí tượng thủy văn và truyền tin theo thời gian thực từ các trạm khí tượng thủy văn truyền thống. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2017, 683, 44–51.
7. Hân, N.V.; Hà, N.V.; Tuấn, N.M. Phát triển và thử nghiệm công nghệ tự động hóa quan trắc gió. Tạp chí khoa học biến đổi khí hậu 2018, 8, 23-29.
8. Alizadeh, M. FMCW Radar System. Jul 09, 2019. https://uwaterloo.ca/centre-for-intelligent-antenna-and-radio-systems/sites/ca.centre-for-intelligent-antenna-and-radio-systems/files/uploads/files/fmcwradarsystem.pdf.
9. Hai, C.; Li, Y.; Wang, X. Digital Signal Processing for A Level Measurement System Based on FMCW Radar. Proceeding of the IEEE International Conference on Control and Automation, 2007, 2843–2847. Doi:10.1109/ICCA.2007.4376881.
10. de Oliveira, L.G.; Nuss, B.; Alabd, M.B.; Diewald, A.; Pauli, M.; Zwick, T. Joint Radar–Communication Systems: Modulation Schemes and System Design. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 2022, 70(3), 1521–1551.
11. Ju, Y.; Kim, S.D.; Lee, J. Development of Digital Signal Processing Module for Level Measurement Radar. Advanced Radar Technology Laboratory, Robotics Research Division, Daegu Geongbuk Institute of Science & Technology, Daegu, Korea. 2013, 1–2.
12. Yaghmour, K. Building Embedded Linux Systems, 2006.
13. AWR1243 Single-Chip 77- and 79-GHz FMCW Transceiver datasheet (Rev. D). htttps://www.Ti.com.
14. ARM Cortex 4 microcontroller. https://www.ti.com.
15. LP8752x-Q1 10-A Buck Converter With Integrated Switches datasheet. htttps://www.Ti.com.
16. Colak, A.M.; Manabe, T.; Shibata, Y.; Kurokawa, F. Peak Detection Implementation for Real–Time Signal Analysis Based on FPGA. Circuits Syst. 2018, 9, 148–167.
17. Bialer, O.; Jonas, A.; Tom Tire, T. Code degign for Automotive MIMO Radar, EUSIPCO. 2021. ISBN: 978-9-0827-9706-0.
18. IP Rating Chart. https://www.dsmt.com/resources/ip-rating-chart/.
19. Vaisala. QHR104 Radar Water Level Sensor. https://www.vaisala.com.
20. SUTRON. Radar Level Sensor (RLS) CSI Specifications. htttps://www.sutron.com.
21. SUTRON. Laboratory and Field Tests of the Sutron RLR-0003-1 Water Level Sensor. htttps://www.sutron.com.
22. Cambellsientific. Sonic ranging sensor. https://www.campbellsci.eu/.