เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำ แบบเรดาร์ คำนวณปริมาณน้ำไหลในแม่น้ำและคลอง
HYDROLOGY MONITORING
เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำ แบบเรดาร์ คำนวณปริมาณน้ำไหลในแม่น้ำและคลอง
วัดได้จากบนสะพานหรือเสาริมตลิ่ง ไม่ต้องลงน้ำ ไม่มีอุปกรณ์จมน้ำให้ขยะหรือตะกอนพันเสียหาย ทำงานต่อเนื่องได้แม้ช่วงน้ำหลาก
เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำ แบบเรดาร์กำลังเป็นที่นิยมในงานชลประทาน การจัดสรรน้ำ และการเตือนภัยน้ำท่วม เพราะแก้ปัญหาของการวัดแบบเดิมที่ต้องหย่อนเครื่องมือลงน้ำ ซึ่งทั้งอันตรายและทำไม่ได้ในช่วงน้ำไหลแรง บทความนี้อธิบายหลักการทำงาน วิธีคำนวณปริมาณน้ำไหล และการติดตั้งเซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำให้ได้ข้อมูลที่เชื่อถือได้
วัดปริมาณน้ำไหลในคลองโดยไม่ลงน้ำได้ไหม?
ได้ โดยใช้ เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำแบบเรดาร์ ติดตั้งบนสะพานหรือแขนยื่นเหนือผิวน้ำ เรดาร์จะยิงคลื่นลงไปที่ผิวน้ำและวัดความเร็วจากการเปลี่ยนความถี่ของคลื่นสะท้อน (Doppler) เมื่อใช้ร่วมกับเซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบเรดาร์และข้อมูลหน้าตัดลำน้ำ จะคำนวณ ปริมาณน้ำไหล (Q) = ความเร็วเฉลี่ย x พื้นที่หน้าตัด ได้แบบเรียลไทม์ ตลอด 24 ชั่วโมง โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์ใดสัมผัสน้ำ
01
เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำแบบเรดาร์ทำงานอย่างไร?
เซนเซอร์จะติดตั้งให้เอียงทำมุมกับผิวน้ำตามที่ผู้ผลิตกำหนด แล้วส่งคลื่นไมโครเวฟลงไปกระทบระลอกคลื่นเล็ก ๆ บนผิวน้ำที่เคลื่อนที่ไปตามกระแส คลื่นที่สะท้อนกลับมาจะมีความถี่เปลี่ยนไปตามความเร็วของผิวน้ำ ตามหลัก Doppler เซนเซอร์จึงคำนวณเป็นความเร็วผิวน้ำได้ทันที
ไม่สัมผัสน้ำ
ไม่มีใบพัดหรือหัววัดจมน้ำ ไม่ถูกขยะ ผักตบชวา หรือตะกอนพันเสียหาย
ปลอดภัย
เจ้าหน้าที่ไม่ต้องลงเรือหรือหย่อนเครื่องมือในช่วงน้ำไหลแรง
วัดต่อเนื่อง
เก็บข้อมูลทุกนาที เห็นการเปลี่ยนแปลงช่วงน้ำหลากได้ทันที
ดูแลน้อย
ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว ไม่ต้องถอดล้างคราบตะกอน
02
คำนวณปริมาณน้ำไหลจากความเร็วกระแสน้ำอย่างไร?
Q = k x Vผิวน้ำ x A
Q = ปริมาณน้ำไหล (m³/s) · k = ค่าสัมประสิทธิ์แปลงความเร็ว · V = ความเร็วผิวน้ำ (m/s) · A = พื้นที่หน้าตัดน้ำ (m²)
| ค่าที่ต้องรู้ | ได้มาจาก |
| ความเร็วผิวน้ำ | เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำแบบเรดาร์ |
| ค่าสัมประสิทธิ์ k | น้ำที่ผิวไหลเร็วกว่าน้ำที่ก้นคลอง จึงต้องแปลงเป็นความเร็วเฉลี่ย ค่าทั่วไปมักอยู่ราว 0.8-0.9 ขึ้นกับรูปร่างลำน้ำ และควรปรับเทียบจากการสำรวจจริง |
| ระดับน้ำ | เซนเซอร์วัดระดับน้ำแบบเรดาร์ ติดตั้งจุดเดียวกัน |
| พื้นที่หน้าตัด | คำนวณจากระดับน้ำร่วมกับข้อมูลสำรวจรูปตัดขวางของลำน้ำ |
ตัวอย่างการคำนวณ
คลองสี่เหลี่ยมกว้าง 6 เมตร ระดับน้ำลึก 1.5 เมตร พื้นที่หน้าตัด 9 ตร.ม. เซนเซอร์วัดความเร็วผิวน้ำได้ 0.8 เมตร/วินาที ใช้ค่า k = 0.85 จะได้ Q = 0.85 x 0.8 x 9 = 6.12 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 22,000 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง
03
เปรียบเทียบวิธีวัดความเร็วกระแสน้ำ
| วิธี | ข้อดี | ข้อจำกัด |
| เรดาร์วัดความเร็วผิวน้ำ | ไม่สัมผัสน้ำ ติดตั้งง่าย วัดต่อเนื่อง ทนน้ำหลาก | วัดเฉพาะผิวน้ำ ต้องใช้ค่า k และต้องมีระลอกบนผิวน้ำ |
| ใบพัดวัดกระแสน้ำ | ราคาประหยัด วัดได้หลายความลึก | ต้องมีคนวัด ไม่เหมาะกับการวัดต่อเนื่อง อันตรายช่วงน้ำแรง |
| Ultrasonic Doppler ใต้น้ำ | วัดความเร็วในชั้นน้ำได้ ใช้กับน้ำนิ่งช้าได้ดีกว่า | หัววัดจมน้ำ เสี่ยงตะกอนทับและขยะพัน ต้องดูแลบ่อย |
| ADCP | แม่นยำสูง ได้โปรไฟล์ความเร็วทั้งหน้าตัด | ราคาสูง มักใช้เป็นงานสำรวจหรือใช้ปรับเทียบ |
แนวทางที่นิยมคือ ติดตั้งเซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำแบบเรดาร์เพื่อวัดต่อเนื่อง และใช้ ADCP หรือใบพัดวัดกระแสน้ำสำรวจเป็นครั้งคราว เพื่อปรับค่า k ให้ตรงกับลำน้ำนั้น
04
ติดตั้งเซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำอย่างไรให้แม่นยำ
- เลือกช่วงลำน้ำที่ตรงและสม่ำเสมอ ห่างจากโค้ง ประตูน้ำ ฝาย หรือตอม่อสะพาน ซึ่งทำให้กระแสน้ำปั่นป่วน
- ติดตั้งกลางลำน้ำ บริเวณที่น้ำไหลเร็วที่สุด หรือติดหลายจุดในลำน้ำที่กว้างมาก
- ตั้งมุมและทิศทางตามผู้ผลิต หันหน้าเซนเซอร์ขนานกับทิศทางการไหล และตั้งมุมเอียงให้ตรงกับค่าที่ตั้งในเครื่อง
- ไม่ให้มีสิ่งกีดขวางลำคลื่น เช่น ราวสะพาน กิ่งไม้ หรือสายไฟ
- ติดเซนเซอร์วัดระดับน้ำจุดเดียวกัน และสำรวจรูปตัดลำน้ำใหม่เป็นระยะ เพราะตะกอนทับถมทำให้พื้นที่หน้าตัดเปลี่ยน
ข้อจำกัดที่ควรรู้
เรดาร์ต้องอาศัยระลอกบนผิวน้ำ หากน้ำนิ่งมากจนผิวเรียบเหมือนกระจก ค่าที่วัดได้อาจไม่เสถียร ลมแรงที่พัดสวนหรือตามกระแสก็ทำให้ความเร็วผิวน้ำเพี้ยนได้ ส่วนลำน้ำที่ได้รับอิทธิพลน้ำขึ้นน้ำลงและไหลย้อนกลับ ควรเลือกรุ่นที่แยกทิศทางการไหลได้
05
งานที่ใช้เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำ
| งาน | ประโยชน์ |
| คลองชลประทาน | รู้ปริมาณน้ำที่ส่งให้แต่ละพื้นที่ จัดสรรน้ำได้เป็นธรรม |
| เตือนภัยน้ำท่วม | ติดตามปริมาณน้ำหลากจากต้นน้ำ แจ้งเตือนพื้นที่ปลายน้ำล่วงหน้า |
| ระบายน้ำในเมือง | ประเมินความสามารถคลองระบายน้ำและสั่งงานสถานีสูบ |
| อ่างเก็บน้ำและเขื่อน | วัดน้ำไหลเข้าอ่าง ใช้วางแผนการระบายน้ำ |
| รางระบายน้ำเสียโรงงาน | วัดปริมาณน้ำทิ้งในรางเปิดโดยไม่ต้องสัมผัสน้ำเสีย |
สินค้าแนะนำ
เซนเซอร์จาก E-POWER ที่ใช้คู่กัน
PRODUCT_NAME
PRODUCT_DESC
06
สถานีวัดปริมาณน้ำไหลแบบเรียลไทม์จาก E-POWER
- เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำและระดับน้ำแบบเรดาร์ ติดตั้งบนสะพานหรือเสาริมตลิ่ง เชื่อมต่อผ่าน RS485 Modbus-RTU
- FlowPLC / IoT Edge Gateway คำนวณพื้นที่หน้าตัด ปริมาณน้ำไหล และปริมาณน้ำสะสมรายวันที่หน้างาน
- ระบบไฟโซลาร์เซลล์และสื่อสาร 4G หรือ LoRaWAN สำหรับพื้นที่ห่างไกล
- Dashboard และแจ้งเตือนผ่าน LINE หรือ Telegram เมื่อปริมาณน้ำไหลหรือระดับน้ำเกินเกณฑ์เฝ้าระวัง
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำ
วัดปริมาณน้ำไหลในคลองโดยไม่ลงน้ำได้ไหม?
ได้ ใช้เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำแบบเรดาร์ร่วมกับเซนเซอร์วัดระดับน้ำ ติดตั้งเหนือผิวน้ำ แล้วคำนวณปริมาณน้ำไหลจากความเร็วและพื้นที่หน้าตัด
เซนเซอร์วัดความเร็วกระแสน้ำแบบเรดาร์ทำงานอย่างไร?
ส่งคลื่นไมโครเวฟไปที่ผิวน้ำและวัดการเปลี่ยนความถี่ของคลื่นสะท้อนตามหลัก Doppler เพื่อคำนวณความเร็วผิวน้ำ
ทำไมต้องคูณค่าสัมประสิทธิ์ k?
เพราะน้ำที่ผิวไหลเร็วกว่าความเร็วเฉลี่ยของทั้งหน้าตัด ค่า k ใช้แปลงความเร็วผิวน้ำเป็นความเร็วเฉลี่ย และควรปรับเทียบจากการสำรวจจริง
เรดาร์วัดความเร็วน้ำใช้ช่วงน้ำหลากได้ไหม?
ใช้ได้ดี เพราะไม่มีอุปกรณ์จมน้ำให้ขยะหรือท่อนไม้พัดเสียหาย และเป็นช่วงที่ผิวน้ำมีระลอกชัดเจน
ติดตั้งในพื้นที่ไม่มีไฟฟ้าได้ไหม?
ได้ ใช้โซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ร่วมกับ IoT Gateway ที่ส่งข้อมูลผ่าน 4G หรือ LoRaWAN
ต้องการวัดปริมาณน้ำไหลในแม่น้ำหรือคลองแบบไม่สัมผัสน้ำ?
ทีมวิศวกร E-POWER พร้อมออกแบบสถานีวัดปริมาณน้ำไหล ตั้งแต่เลือกเซนเซอร์ วางจุดติดตั้ง ระบบไฟโซลาร์ ไปจนถึง Dashboard และแจ้งเตือนผ่านมือถือ
ปรึกษาทาง LINE @epower info@epower.co.thโทร 081-559-5145 · YouTube: Epower Service · TikTok: epowerservice_
