当雨水井出现浮泥、化学沉淀或生物膜淤积时,传统接触式水位计被掩埋失效。而超声波水位计因其非接触测量特性,成为当前主流解决方案,但其性能仍受安装方式、声学设计和信号处理能力影响。
一、淤积环境下的核心挑战与应对机制
挑战类型具体表现超声波探头应对机制
物理遮挡淤泥上浮覆盖水面,形成“假液面”或泡沫层探头安装于井口上方,发射波束穿过空气直达真实水面,避免与淤泥直接接触
声学衰减浮泥颗粒导致超声波散射与吸收,回波信号减弱采用高频脉冲(20–200kHz)与高增益接收电路,提升信噪比
虚假回波淤泥团块、井壁附着物产生多路径反射引入延时平均算法与回波识别滤波,区分主回波与干扰信号
探头污染探头表面结垢、凝露或盐结晶,影响声波发射效率配备PTC加热片防结露,外壳采用疏水涂层减少附着
工程实证:在武汉、长沙等城市管网项目中,吉佳、大禹等品牌超声波液位计在淤积厚度达30cm的雨水井中仍能稳定运行,数据有效率超90%。
二、提升适应性的关键技术措施
1. 非接触式安装设计——从根本上规避淤积风险
将探头安装于窨井顶部,垂直向下发射超声波,测量路径在空气中进行。
即使井底淤积严重,只要水面未被覆盖,即可准确测得液位高度。
安装时需确保探头正对水面,避免倾斜导致测量偏差。
2. 宽温域与自清洁功能增强环境适应力
内置PTC加热模块(≤3W),在低温或高湿环境下自动启动,防止探头结冰或凝露,避免信号衰减。
外壳采用IP68防护等级,材料为加强型PA66,耐腐蚀、抗老化,适合长期暴露于潮湿、含硫化氢的下水道环境。
3. 智能算法补偿动态浊度与波动干扰
在软件层面加入动态阈值判断与多周期平均算法,有效过滤由浮泥引起的瞬时回波波动。
支持定时唤醒与实时监测双模式,在汛期自动切换至高频率采集,保障关键时段数据连续性。
4. 本地存储与断网续传保障数据完整性
配备16GB本地存储芯片,可离线保存3个月数据(采样频率1分钟/次),即使通信中断也不丢失记录。
网络恢复后自动补传,实现“断网不断数”,特别适用于信号不稳定的地下井环境。
三、与其他技术方案的对比建议
技术类型适应性表现
超声波式非接触,抗淤积能力强,但受温度、泡沫影响城市雨水井、检查井、集水井等常规场景
雷达式电磁波穿透力强,抗干扰能力优,测量精度±3mm高浊度、强干扰或泡沫多的复杂井况
压力式(投入式)易被淤泥掩埋,维护频繁,寿命短用于易淤积井段