نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محمدرضا کوثری ¹
• فرود شریفی ²

¹ استادیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

² عضو هیات علمی/پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

چکیده

یکی از مشکلات اصلی مدیریت منابع آب در سطح کشور، نبود آمار کافی دبی خروجی از حوزه های آبخیز کشور خصوصا حوزه های کوچک است. در این میان، استفاده از دستگاه های هیدرومتری ثبات می تواند به طور قابل توجهی مشکلات جمع آوری اطلاعات منابع آب سطحی و زیر زمینی را کاهش دهد. روش های متعددی برای این منظور توسعه یافته اند که می توان در کل آن‌ها را به دو روش تماسی و غیرتماسی (بسته به قرار گیری حسگر در تماس مستقیم با آب یا خارج از آب) تقسیم بندی نمود. استفاده از روش های غیرتماسی در صورتی که از دقت مناسبی برخوردار باشند از مزیت عدم تغییر شرایط آب خصوصا چگالی آب و همچنین عمر مفید بیشتر، برخوردار می باشند. یکی از روش های غیر تماسی اندازه گیری تغییرات فاصله، اندازه گیری با استفاده از سنسور های مادون قرمز است. لذا در این مقاله، قابلیت اندازه گیری تغییرات سطح آب با استفاده از ماژول مادون قرمز شارپ مدل GP2Y0A21YK0F مورد بررسی قرار گرفت. این ماژول ارزان قیمت است و نسبت به سایر حسگرهای غیرتماسی، از روش مثلثی برای تشخیص فاصله استفاده می کنند و لذا تنوع بازتابی اجسام، دمای محیط و زمان بازتابش تاثیری بر روی عملکرد سنسور ندارد. البته به خاطر نیاز به یک سطح غیر قابل عبور جاذب نور، این روش با روش قدیمی استفاده از شناورها بر روی سطح آب ترکیب گردید. نتایج نشان دهنده آن است که سنسور مذکور در محیط با خطای 2 سانتی متر تغییرات سطح آب را تخمین می زند. با افزایش دامنه حداقل محدوده اندازه گیری سنسور از 20 به 30 سانتی متر، خطای اندازه گیری ها به 1.34 سانتی متر کاهش می یابد. باید در نظر داشت که در هنگام استفاده در محیط های سیلابی، با مشکلات متعددی از جمله توقف و گیر کردن جنس شناور در داخل لوله اندازه گیری سطح آب همراه است. لذا برای اندازه گیری سطح آب در داخل آبراهه های سیلابی توصیه نمی گردد و برای افزایش قابلیت این دستگاه، استفاده از سایر حسگرها مانند حسگرهای فشاری یا التراسونیک، می تواند مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• حسگر
• دیتالاگر
• سطح سنجی
• مادون قرمز

عنوان مقاله [English]

Investigating the effectiveness of using infrared non-contact sensor in water level monitoring

نویسندگان [English]

• Mohammadreza Kousari ¹
• forood sharifi ²

¹ Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

² پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

چکیده [English]

One of the main challenge of water resources management in the Iran is the lack of sufficient water level and discharge data from the watersheds. This is more serious for small watersheds. Meanwhile, the use of water level data-loggers devices can significantly reduce the problems of collecting surface and groundwater resources. Several methods have been developed for this purpose, which can be divided into two main procedures: contact and non-contact (depending on the sensor in direct contact with water or out of water). The use of non-contact methods, if they have good accuracy, have the advantage of stable water conditions, especially water density, as well as longer useful life. One non-contact method of measuring distance changes is application of infrared sensors. Therefore, in this paper, the ability to measure water level changes using the Sharp infrared module model GP2Y0A21YK0F was investigated. This module is inexpensive and, compared to other non-contact sensors, uses a triangular method to detect distances, so the reflection variability of objects, ambient temperature, and reflection time have no effect on sensor performance. However, due to the need for an impenetrable light-absorbing surface, this method was combined with the old method of using floats on the water surface. The results show that the mentioned sensor estimates the water level changes in the environment with an error of 2 cm. By increasing the range of the minimum measurement range of the sensor from 20 to 30 cm, the measurement error is reduced to 1.34 cm. It should be noted that when used in flooded environments, it is associated with several problems. Therefore, it is not recommended to measure the water level inside flood canals, and to increase the capability of this device, the use of other sensors such as pressure or ultrasonic sensors should be considered.

کلیدواژه‌ها [English]

• data logger
• sensor
• water level measurement
• infrared