水文新技术：微波水位计

如前所述，气介式超声波水位计是一种非接触式水位测量仪器，非接触测量具有不受水环境影响等很多明显的优点。但是，使用超声波测量，受很多因素，尤其是温度影响，使它不能很准确稳定地测得水位。改变所利用的“波”可以解决这些问题，微波水位计就是一种形式。

2.2.6.1　工作原理

微波水位计的工作原理与气介式超声波水位计完全一致，只是不再使用超声波，而是向水面发射和接收微波脉冲。雷达发射接收的是微波，所以微波水位计也称为雷达水位计。

在可能的气温变化范围内，微波在空气中的传播速度，可以被认为是不变的。无需温度修正，大大提高了水位测量准确度。微波在空气中传输时，损耗很小，可以用于更大的水位变化范围。

微波水位计的应用原理可参见图2.20。

图2.21　一种微波水位计外形图

2.2.6.2　仪器结构组成和技术性能

1.结构组成

微波水位计基本上都是一体化结构，一种微波水位计外形如图2.21所示。内部包括微波发射接收天线和发送接收控制部分，可能带有记录部分，肯定有通信输出接口，还有电缆连接和供电电源。

2.技术性能

（1）对产品的基本技术要求。这类产品才开始在国内试用，对其基本技术要求和一般遥测水位计一致。

（2）典型产品技术介绍。开始应用的都是国外产品。典型产品技术性能如下：水位测量范围：0～20m，或更大（已有0～90m的产品）；水位测量准确度：±1cm；使用环境：－20～＋70℃，湿度不限；信号输出：4～20m A；记录与传输：具有固态存储功能，能应用GSM和电话传输方式遥测数据；电源：12VDC；工作频率：24GHz。(www.xing528.com)

2.2.6.3　微波水位计的安装和应用

1.安装

微波水位计的安装和气介式超声波水位计基本相同。基本上都是一体化结构，安装在水面上的支架上。安装注意事项也基本相同。

2.应用

可参见气介式超声波水位计部分。

2.2.6.4　微波水位计的特性和准确度分析

1.特性

微波水位计既不接触水体，又不受空气环境影响，优点很明显。它可以用于各种水质和含沙量水体的水位测量，准确度很高，且不受温度、湿度影响，可以在雾天测量。水位测量范围大并且基本没有盲区，功耗较小便于电源的设置。因此它的应用前景很好，但这类仪器较贵。空中的雨滴、雪花会影响它的测量，这也是它的缺点。

2.准确度分析

微波在空气中的传输速度基本不受温度影响，在使用中没有因温度影响造成的水位误差。与超声波水位计相比较，由电子电路形成的误差的估算方法也是一样的。但微波的波长远远短于超声波，所以其误差完全可以忽略。因此，微波水位计的理论准确度很高。但波浪影响、分辨力误差仍然存在。上述国外典型产品的水位测量范围为20m，水位测量准确度仍为±1cm，这是其他水位计难以做到的。

2.2.6.5　微波水位计的维护

除了按仪器要求进行的定期检查维护外，没有需要特别注意的维护要求。但要求微波发射处不受昆虫、鸟类影响。