レーダー波浪・水位監視システム – 非接触式水位・波浪監視、
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レーダー波および水位監視センサー

Frankstarレーダー波浪・水位モニタリングセンサーは、海洋水文環境向けに特別に開発された高精度非接触モニタリング装置です。26GHzレーダー計測技術を採用したこのレーダー波浪センサーは、全天候型で無人かつリアルタイムの波高、波周期、水位モニタリングに対応しています。厳しい気象条件や海況下でも安定して動作し、洋上風力発電所、港湾水路、海洋工学、沿岸環境モニタリングなど幅広い用途で活用されています。遠隔データ伝送とプラットフォーム統合に対応し、強力なデータ可視化・分析機能を提供することで、海洋安全管理や海洋学研究のための信頼性の高い水文データを提供します。

主な機能

高精度非接触測定

26GHzリニアスイープレーダー技術を採用。測定範囲50m以内で±3mmの精度を実現。海水との直接接触がなく、定期的な現場校正も不要なため、腐食や生物付着といった問題を効果的に回避できます。

全天候型安定運転

IP67の保護等級、-40℃～+70℃の広い動作温度範囲。優れた耐水性、耐腐食性、耐氷性を備え、高湿度で塩分濃度の高い過酷な海洋環境にも対応します。

マルチパラメータインテリジェント出力

有意波高、スペクトルピーク周期、平均水位、最大波高、その他の重要な海況データなど、最大14グループの波浪および潮汐パラメータをリアルタイムで出力します。

プラグアンドプレイで簡単に導入可能

高度に統合されたコンパクトな構造で、設置が容易です。太陽光発電と直流電源入力に対応しており、長期無人水文観測ステーションに最適なセンサーソリューションです。

技術仕様

アプリケーションシナリオ

Frankstarレーダー波浪・水位モニタリングセンサーは、洋上風力発電所のモニタリング、港湾・水路の水文観測、沿岸環境モニタリング、海洋工学調査、洪水早期警報システム、海洋科学研究など、幅広い分野で活用されています。非接触型レーダー波浪センサーであるため、機械的な摩耗や海洋生物の付着といった問題を回避し、陸上プラットフォーム、観測塔、固定式モニタリングステーション向けに、長期にわたり安定した波高・水位データを提供します。

製品の利点

ブイに設置される慣性波浪計とは異なり、このレーダー波位計は浮体式プラットフォームを必要とせず、陸上に固定設置されます。非接触測定方式により、メンテナンスコストを大幅に削減できます。低消費電力のため、太陽光発電によるオフグリッド監視ステーションにも対応可能です。複数の通信インターフェースを選択できるため、データロガー、クラウドプラットフォーム、既存の水文監視システムとの接続も容易です。

水位と波浪状況を正確かつ継続的に監視することは、水文管理、洪水警報、水資源管理、沿岸観測、海洋工学にとって不可欠である。

従来の水位測定方法では、センサーを水に直接接触させる必要がある場合が多い。これらのシステムは信頼性の高い測定値を提供できるものの、強い流れ、浮遊物、堆積物、氷、腐食性水などの環境では、設置やメンテナンスがより困難になる可能性がある。

レーダー波と水位のモニタリングシステムは、非接触型の代替手段を提供する。

FrankStarレーダー波浪・水位監視システムは、レーダーセンシング技術を用いて、測定センサーを水中に沈めることなく水面状況を観測します。システム構成によっては、水位、波浪状況、表面流速、その他の水面情報の監視に対応できます。

このシステムは、河川、貯水池、運河、沿岸地域、港湾、洪水監視所など、遠隔での継続的な水質観測が必要な場所に適用できる。

レーダー式水位監視システムとは何ですか？

レーダー式水位監視システムは、電磁レーダー信号を用いてセンサーと水面との距離を測定する非接触式測定システムです。

レーダーセンサーは通常、水面上に設置される。

このシステムは、水面に向けてレーダー信号を送信し、反射された信号を受信する。信号の伝搬時間や周波数特性を分析することで、センサーと水面との距離を算出する。

設置場所の標高が分かっている場合は、測定した距離を水位に換算することができる。

基本的な測定プロセスは以下のとおりです。

レーダー送信 → 水面反射 → 信号受信 → 距離計算 → 水位計算

センサーが水に接触する必要がないため、レーダー技術は特に困難な水文環境において有用である。

レーダーによる水位測定はどのように機能するのですか？

レーダー式水位システムは一般的に以下の要素から構成される。

レーダーセンサー
データ取得ユニット
通信システム
電源
監視またはデータプラットフォーム

レーダーセンサーは監視地点の上部に設置されている。

センサーは、水面に向けてレーダー信号を継続的または周期的に送信する。反射された信号を受信し処理することで、センサーから水面までの距離を測定する。

既知の基準標高に基づいて、水位を計算することができる。

例えば：

基準標高 - 測定されたセンサーから水面までの距離 = 水位

実際の計算方法は、システム構成およびインストール手順によって異なります。

水位監視にレーダーを使用する理由とは？

レーダーは水文観測においていくつかの利点を提供する。

非接触測定

レーダーセンサーは水に浸す必要はありません。

これにより、以下のものへの曝露を減らすことができます。

堆積物
漂流物
腐食性水
生物付着
強い潮流
氷
機械的損傷
メンテナンスの手間が少ない

センサー部分が水面上に設置されているため、水中センサーに比べて日常的なメンテナンスが容易になる。

これは、頻繁な現地訪問が難しい遠隔監視ステーションにとって特に有用です。

過酷な環境にも適しています

接触式センサーの設置や維持管理が困難な環境では、レーダー式水位監視システムを検討する価値がある。

候補地は以下のとおりです。

流れの速い川
洪水が発生しやすい水路
橋
貯水池
沿岸地域
工業用水路
遠隔水文観測所
FrankStarレーダー監視システムは何を測定できますか？

FrankStarレーダー波浪・水位監視システムは、システム構成に応じて、複数の種類の水面観測に対応できます。

水位

水位は、水文モニタリングにおける主要なパラメータの一つである。

連続的な水位データは、以下のことをサポートします。

洪水監視
河川管理
貯水池の運用
水資源管理
水文学研究
早期警戒システム
波の状態

レーダー技術は、水面の動きや波の状態を観測するためにも利用できる。

波浪モニタリングは、以下のような有用な情報を提供できます。

沿岸観測
港湾管理
海洋工学
オフショア監視
波の研究
環境モニタリング
表面速度

レーダーの構成によっては、水面流速の観測にも対応できる。

表面流速情報は、従来の水文計測を補完し、河川や水路の流れの状態に関する追加情報を提供することができる。

水面画像と動画

視覚的な確認が必要な用途では、統合監視構成において、レーダー測定と画像またはビデオによる観察を組み合わせることができる。

これは両方を提供できます。

定量的測定＋視覚的観察

このようなアプローチは、遠隔監視や異常状態の検証に役立つ可能性がある。

洪水警報のためのレーダー水位監視

河川水位の急激な変化は、洪水発生の可能性を示す重要な指標である。

レーダー式水位観測所は、水位の変化を継続的に監視し、測定データを遠隔監視プラットフォームに送信することができる。

典型的な洪水監視のワークフローは以下のとおりです。

レーダー計測 → データ取得 → 遠隔送信 → 水位解析 → 閾値検出 → 警報

測定された水位が事前に定義された閾値に達すると、監視プラットフォームは、洪水早期警報システム全体の要件に従って警報を生成するように構成できます。

レーダーは、河川の水位が大きく変化してもセンサーが水面上に留まることができるため、洪水監視に特に有用である。

河川におけるレーダーによる水位モニタリング

河川は、レーダーによる水位モニタリングにとって最も重要な応用分野の一つである。

レーダーセンサーは以下の場所に設置できます。

橋
監視塔
川岸
水力構造物
既存の水文観測所

連続測定は以下をサポートできます。

河川水位モニタリング
洪水観測
排出量の推定
水文予測
水資源管理

ADCPと組み合わせることで、水位データと流速データを同時に収集できる。

例えば：

レーダー水位計＋ADCP流速計＋降雨量モニタリング

河川の水文状況をより包括的に把握することができる。

貯水池および湖沼のレーダー監視

水位は、貯水池や湖沼の管理において重要な指標である。

レーダー監視は、水中センサーを必要とせずに継続的な観測を提供することができる。

潜在的な用途としては以下のようなものがある。

貯水池の水位監視
水資源管理
ダムの運用
水供給管理
干ばつ監視
長期水文観測

レーダーシステムは、遠隔監視装置と統合することで、人口密集地から遠く離れた貯水池の遠隔監視を支援することも可能である。

沿岸および海洋用途向けレーダー波モニタリング

波の状態は、沿岸工学、港湾、海上輸送、海洋作業、環境研究にとって重要である。

レーダーを用いた監視システムは、測定地点に水中波浪センサーを設置する必要なく、水面を非接触で観測することができる。

潜在的な用途としては以下のようなものがある。

沿岸波浪モニタリング
港湾監視
港湾監視
海洋工学
海洋環境モニタリング
沿岸研究

海洋用途においては、必要な波浪パラメータ、環境条件、設置場所、および測定目的に応じてシステム構成を選択する必要があります。