Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin, các thiết bị phục vụ quan trắc, giám sát các yếu tố khí tượng thủy văn ngày một trở nên hiện đại, cho phép thực hiện các phép đo liên tục, có độ chính xác rất cao, tự động truyền tín hiệu theo thời gian thực, góp phần nâng cao chất lượng dữ liệu phục vụ công tác giám sát, dự báo, cảnh báo khí tượng thủy văn.
Minh họa thiết bị đo mực nước bằng công nghệ radar và hình ảnh thiết bị thực tế
Thực hiện chiến lược tự động hóa, hiện đại hóa ngành khí tượng thủy văn, nâng cao năng lực cho hệ thống quan trắc hỗ trợ dự báo và cảnh báo thiên tai, trong những năm qua mạng lưới trạm quan trắc khí tượng thủy văn đang dần thay thế các thiết bị quan trắc thủ công bằng các thiết bị quan trắc hiện đại, tự động quan trắc thông qua các dự án đầu tư của Nhà nước, các khoản viện trợ ODA. Tuy nhiên, các dự án hầu hết đều đầu tư qua hình thức mua sắm thiết bị của một số hãng chuyên sản xuất thiết bị đo khí tượng thủy văn ở nước ngoài (từ Mỹ, Phần Lan, Hàn Quốc, Trung Quốc…) do trong nước hiện tại chưa có hãng nào sản xuất hay lắp ráp. Việc phụ thuộc vào thiết bị ngoại nhập, với chi phí mua sắm cao, nên hầu như các trạm không được đầu tư thiết bị dự phòng, dẫn tới quan trắc bị gián đoạn nếu thiết bị gặp sự cố hoặc trong thời gian bảo trì, bảo dưỡng.
Để góp phần giảm bớt sự phụ thuộc vào công nghệ quan trắc của nước ngoài, thông qua hoạt động nghiên cứu nguyên lý phản xạ của sóng điện từ, cấu trúc, tính năng và các thuật toán của radar đo mực nước, nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Công ty trách nhiệm hữu hạn công nghệ Sonrad chế tạo thành công thiết bị quan trắc mực nước tự động. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và hiện trường tại trạm thủy văn Thanh Sơn tỉnh Phú Thọ, bước đầu cho kết quả thiết bị hoạt động ổn định, sai số đảm bảo yêu cầu và được Trung tâm Quan trắc khí tượng thủy văn cấp giấy chứng định đạt yêu cầu kỹ thuật đo lường.
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.
Với mục đích nghiên cứu, chế tạo và thử nghiệm thiết bị quan trắc mực nước tự động, trên cơ sở lý thuyết về phản xạ sóng điện từ, nghiên cứu đã chế tạo thành công thiết bị quan trắc mực nước tự động theo công nghệ radar sử dụng sóng biến tần liên tục. Kết quả thử nghiệm bước đầu cho thấy, sai số của thiết bị chế tạo tương đồng với sai số của các thiết bị ngoại nhập hiện đang sử dụng trên mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn.
Nghiên cứu đã đạt được kết quả khả quan, tuy nhiên vẫn còn nhiều điểm hạn chế như thiết bị mới chỉ được thử nghiệm trong khoảng thời gian ngắn, tại một vị trí quan trắc, cần có thời gian thử nghiệm đủ dài để khẳng định chắc chắn sai số của thiết bị đảm bảo quy chuẩn, tiêu chuẩn về sai số cho phép trong quan trắc mực nước thủy văn trước khi đưa vào quan trắc nghiệp vụ.
Tạp chí KTTV
.png)
.png)
.png)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)