Гидрометриялық станциялар, су қоймасының бөгеттерінің ағуын бақылау және су тасқыны туралы ескерту жүйелері сияқты қашықтағы гидрологиялық бақылау жүйелерінде Қашықтағы терминал блогының (RTU) байланыс сенімділігі бүкіл деректерді жинау тізбегі үшін өте маңызды. Бұл станциялар көбінесе күн энергиясы жүйелеріне сүйеніп, электр желісіне қол жеткізу мүмкін емес ойлы-қырлы жерлерде, өзен аңғарларында немесе сулы-батпақты жерлерде орналасады.
Жүйенің сенімділігі мен интеграциясын жақсарту үшін күн сәулесімен біріктірілген шыны талшықты антенналар (күн панельдерін, антенна элементтерін және қорғаныс қоршауларын бір блокқа біріктіреді) гидрологиялық RTU үшін таңдаулы таңдау болды. Дегенмен, оңтайландыру кезінде сенімді сымсыз таратуды қамтамасыз ететін антеннаны таңдау өте төмен қуат тұтынуды және далалық найзағайдан қорғауды инженерлік маңызды мәселе болып қала береді. Бұл нұсқаулық антеннаны таңдауға, қуатты оңтайландыруға және асқын кернеуден қорғауға стандартты инженерлік тәсілді сипаттайды.
1. Күнмен біріктірілген шыны талшықты антенна дегеніміз не? Негізгі артықшылықтар
Дәстүрлі далалық бақылау қондырғылары күн панелінің, найзағайдың және монтаж бағанында көп бағытты шыны талшықты антеннаның бөлек орнатылуын талап етеді. Бұл бөлінген дизайн кабельдер мен қосқыштарды орнату үшін көп еңбекті қажет етеді және ауа-райының қолайсыз әсеріне ұшырайды, бұл оларды зақымдануға және уақыт өте келе қартаюға осал етеді.
Күн сәулесімен біріктірілген шыны талшықты антенна жоғары кірісті антеннаның сәулелену элементтерін, жоғары тиімді күн батареяларын және зарядтауды басқару схемасын берік шыны талшықты (FRP) радомға немесе композиттік құрылымға біріктіреді.
Негізгі артықшылықтар:
Жоғары желге төзімділік және коррозияға төзімділік : Шыны талшық тамаша электр оқшаулауын, тұзды шашыратқыш коррозияға төзімділігін және қатты дала желдеріне төтеп бере алатын жоғары механикалық беріктігін ұсынады.
Жеңілдетілген орнату және вандализмнің алдын алу : Жоғары интеграцияланған дизайн сыртқы ашық кабельдерді болдырмайды, жабайы табиғаттан, қатты желден немесе механикалық тозудан болатын ақауларды айтарлықтай төмендетеді.
Барлық ауа-райынан қорғау : әдетте IP67/IP68 бойынша бағаланады , бұл ылғалдылығы жоғары, экстремалды температуралы гидрологиялық орталарда ұзақ мерзімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
2. Жиілік пен пайданың сәйкестігі: гидрологиялық RTU үшін сымсыз байланысты реттеу
Таңдау кезінде РЖ параметрлері RTU біріктірілген байланыс модульдеріне дәл сәйкес келуі керек (мысалы, 4G/5G Cellular, NB-IoT, LoRa немесе Satellite модульдері):
Жұмыс жиілігі жолағын сәйкестендіру :
NB-IoT / Cat-1 / 4G LTE : негізгі ғаламдық ұялы байланыс операторларын қолдау үшін 698 МГц–960 МГц және 1710 МГц–2690 МГц қамтуы керек.
LoRa / Деректер радиолары : әдетте 433 МГц, 470 МГц–510 МГц немесе 868 МГц / 915 МГц шамасында шоғырланған.
Негізгі таңдау ережесі : Шағылысқан қуат жоғалуын азайту үшін жұмыс диапазонында кернеудің тұрақты толқындарының қатынасы (VSWR) 2,0-ден (идеалды <1,5) төмен болуын қамтамасыз етіңіз.
Пайда және бағыттау :
Гидрологиялық бақылау RTU негізінен арасында ұсынылатын күшейту бар жан-жақты антенналарды пайдаланады. 5 дБi мен 8 дБi .
Жалпы тұзақ : жоғары пайда әрқашан жақсы емес. Тым жоғары күшейту (> 10 дБи) тік сәуленің енін айтарлықтай тарылтады. Қатты желде орнату тірегі аздап теңселсе, сигнал сапасы күрт төмендеуі немесе толығымен ажыратылуы мүмкін. Керісінше, төмен пайда (< 3 дБи) шалғай ауылдық жерлерде жеткілікті қол жетімді емес.
3. Өте төмен қуат тұтыну дизайны: бұлтты күндерде батарея автономиясын кеңейту
Қашықтағы RTU құрылғылары қуатты тұтынуға өте сезімтал 'Күн панелі + Батарея' жүйелеріне сүйенеді. Антенна құрылымының өзі қуат тұтынбағанымен, оның РЖ тиімділігі мен біріктірілген басқару схемалары жалпы энергияны тұтынуға тікелей әсер етеді.
1. РЖ беру шығындарын азайту (TX қуатын азайту)
Антеннаның күшеюі жеткіліксіз болғанда немесе VSWR жоғары болғанда, RTU ұялы немесе радио модулі қосылымды қолдау үшін тарату қуатын (PA қуаты) автоматты түрде арттырады, бұл ең жоғары және орташа қуат тұтынуды жоғарылатады. Шығыны аз, радиациялық тиімділігі жоғары (тиімділігі > 70%) шыны талшықты антеннаны таңдау RTU-ға батареяның қызмет ету мерзімін ұзартып, төмен шығыс қуатында сенімді түрде жіберуге мүмкіндік береді.
2. Төмен тыныш токты зарядтау реттегіштерін біріктіру
Кіріктірілген антеннада ішкі күн зарядының реттегіші болса, оның тыныш (күту режиміндегі) тогын бағалау керек. Жоғары дәрежелі өнеркәсіптік контроллерлер азырақ қуат алуы керек . 1 мА (немесе микроамп деңгейінен) күту режимінде 15-тен 30 күнге дейін созылатын бұлтты кезеңдерде контроллердің өзі батареяны зарядсыздандыруға жол бермеу үшін
3. Күнді түрлендіру тиімділігі және бұрышты оңтайландыру
Біріктірілген күн панельдері жоғары тиімді монокристалды кремнийді (тиімділік > 22%) пайдалануы керек. Орнату кезінде судың жиналуын, құлаған жапырақтарды немесе қар жамылғысын күн сәулесінен қорғап, энергия жинауды барынша арттыру үшін еңкейту бұрышын жергілікті ендікке сәйкес реттеңіз.
4. Қатаң сыртқы орта үшін найзағайдан қорғау және жерге қосу
Гидрологиялық бақылау станциялары көбінесе тау баурайларында, өзен жағаларында немесе ашық суларда орналастырылады, бұл оларды найзағайдың тікелей соғуы мен индукциялық толқындардың негізгі нысанасына айналдырады. Шыны талшықты қабық оқшаулағыш болғанымен, ішкі металл радиаторлар мен қуат кабельдері RTU аналық платасына жоғары вольтты кернеуді өткізе алады.
1. Тұрақты жерге тұйықталған антеннаның РЖ интерфейсі
Ішкі DC-жерлендірілген дизайны бар антенналарды таңдаңыз. Тұрақты ток жағдайында радиатор RTU радиожиілік портын (SMA/N-түрі) бұзылудан қорғау үшін статикалық электр жинақтауын және шамалы индукциялық асқын токтарды ағызып, жерге қысқа тұйықталу ретінде әрекет етеді.
2. Газ шығару түтіктері және коаксиалды кернеуден қорғағыштар
Газ разряд түтігімен (GDT) жабдықталған өнеркәсіптік деңгейдегі коаксиалды кернеуден қорғаныс құрылғысы (SPD) RTU-ға кірмес бұрын РЖ беру желісінің бойымен кірістірілген болуы керек. Кернеуден қорғағыштың наносекунд диапазонында жауап беру уақыты (< 10 нс) және разряд сыйымдылығы 10 кА – 20 кА (8/20 мкс) болуы керек..
3. Электр желісінің кернеуінен қорғау
Біріктірілген антенна құрылымынан жұмыс істейтін күн зарядтау кабельдері SPD қуат көзіне қосылуы керек . Электр желілері индукцияланған кернеу импульстарын оңай қабылдайды; RTU қуат басқару тізбегіне зақым келтірмеу үшін асқын кернеуді сақтау үшін кемінде 10 кВ импульстік қорғаныс үшін есептелген асқын кернеуден қорғау модульдерін пайдаланыңыз.
4. Тиісті жерге қосу жүйесі
Асқын кернеуден қорғау құрылғылары толығымен жерге дейінгі кедергісі төмен жолға байланысты. Гидрологиялық учаскедегі біріктірілген жерге тұйықталу кедергісі 4 Ом-нан аз (немесе жоғары кедергісі бар жартасты жерлерде 10 Ом-нан төмен) болуы керек. Антенна діңгегі, найзағай сөндіргіші, асқын кернеуден қорғағыш және RTU металл корпусының барлығы тең потенциалды жерге қосу үшін бір-біріне қосылуы керек.
Қорытынды
Гидрологиялық RTU үшін күн сәулесімен біріктірілген шыны талшықты антеннаны таңдау РЖ өнімділігін, құрылымдық инженерияны, жүйе қуатын басқаруды және электромагниттік қорғанысты теңестіруді қажет етеді..
бар антеннаны көрсету арқылы Төмен VSWR, сәйкес күшейту (5–8 дБi) және тиімді күн элементі RTU таратқышының қуат тұтынуын азайтуға болады. біріктірілген Тұрақты токпен жерге тұйықталған дизайнмен, желілік кернеуден қорғаумен және төмен кедергісі бар жерге қосу желісімен бұл шаралар өрістің істен шығуын айтарлықтай төмендетеді және бақылаусыз бақылау станцияларына ұзақ мерзімді техникалық қызмет көрсету шығындарын азайтады.
