Hiệu quả từ thiết bị đo mưa tự động của người Việt

Không chỉ khắc phục được những hạn chế của cách đo mưa truyền thống, so với các loại máy có chức năng tương tự trên thị trường, thiết bị này có độ chính xác cao, giá thành rẻ, dễ thi công, phù hợp với nhiều vùng, miền, giúp nâng cao hiệu quả quản lý, khai thác công trình thủy lợi.

Ưu điểm vượt trội

Từ những năm 2016 trở về trước, tại Công ty trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải, việc đo mưa được tiến hành một cách thủ công. Hàng ngày, công nhân phải sử dụng thùng đo mưa thủ công để đo mưa vào ít nhất 2 thời điểm trong ngày là 7 giờ và 19 giờ. Phương pháp này có nhược điểm vừa tốn công sức, có nhiều sai số do đo bằng tay lại khó thống kê tổng hợp, khó truy xuất dữ liệu... Điều đáng nói, cách làm thủ công này tiềm ẩn nguy cơ về mất an toàn lao động đối với công nhân khi đo trong điều kiện mưa bão, sấm sét.

Theo ông Trịnh Thế Trường, Chủ tịch Hội đồng Quản trị Công ty trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Khai thác Công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải, số liệu quan trắc lượng mưa có ý nghĩa rất quan trọng, là căn cứ để ra quyết định vận hành công trình thủy lợi nhằm phục vụ sản xuất nông nghiệp, dân sinh và phòng, chống thiên tai. Thực tế cho thấy, việc trang bị các hệ thống đo đạc, giám sát tự động (SCADA) cho các hệ thống thủy lợi thay thế việc đo thủ công là rất cần thiết để đảm bảo số liệu liên tục, giúp phục vụ công tác điều hành các công trình, hệ thống thủy lợi được kịp thời, phát huy hiệu quả tưới tiêu. Những năm qua, hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải và một số địa phương cũng đã đầu tư lắp đặt các thiết bị quan trắc lượng mưa tự động. Tuy vậy, các thiết bị này có giá thành và chi phí duy trì rất cao, lại phụ thuộc công nghệ, linh kiện nhập khẩu.

Trước thực tế đó, năm 2016, Công ty Bắc Hưng Hải và Công ty cổ phần Tin học và tự động hóa T&T (nay là Công ty Cổ phần Tự Động Hóa và Xây Dựng TTHD) đã phối hợp thực hiện công trình nghiên cứu “Chế tạo thiết bị đo mưa tự động”. Trong quá trình nghiên cứu, nhiều giải pháp đã được nhóm tác giả đưa ra, thử nghiệm nhiều lần rồi cải tiến liên tục. Đến giữa năm 2017, sản phẩm chính thức hoàn thiện với tên gọi BHH-M01.

Cấu tạo của máy BHH-M01 gồm 3 phần: Phần cơ khí sử dụng vật liệu phù hợp, thông dụng, giá rẻ và được thiết kế đơn giản, chắc chắn, dễ vận chuyển và lắp đặt; phần điện tử gồm mạch điện tử kết nối với mô-đun sim 4G, được lập trình “nghe” tín hiệu từ cảm biến, tính toán ra lượng mưa và truyền số liệu về máy chủ qua dịch vụ internet của các nhà mạng như Viettel, Vinaphone, Mobiphone,... Nguồn điện hoạt động là năng lượng mặt trời, lưu trữ bằng ác-quy hoặc pin; phần thứ ba là phần máy chủ, website hiển thị số liệu trên internet, gồm cơ sở dữ liệu, các phần mềm quản lý, truyền, nhận dữ liệu. Sau khi lắp đặt xong, người dùng chỉ cần mở trang web, đăng nhập vào tài khoản để thiết lập thông tin các trạm đo. Công nhân bình thường cũng có thể lắp đặt dễ dàng.

Về nguyên lý hoạt động của thiết bị, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết: Nước mưa được hứng từ phễu thứ nhất qua lưới lọc rác sau đó chảy qua lỗ ở đáy phễu và đổ vào gàu ở tầng thứ nhất để tích nước. Tiếp đó, khi nước mưa tích đủ một lượng nhất định ở gàu này sẽ đổ xuống phễu thứ hai. Tiếp đó, nước mưa chảy qua lỗ nhỏ ở đáy phễu thứ 2 theo phương thẳng đứng với dòng chảy tương đối đều, chảy xuống gàu tầng thứ 2. Từ đây, khi lượng nước thắng được lực cân bằng của gàu lật sẽ lật đổ nước xuống phễu thu xả nước ra ngoài, hết 1 chu trình. Ở gàu lật thứ 2 được gắn nam châm và khi gàu lật, nam châm sẽ kích hoạt cảm biến từ và gửi tín hiệu vào một mạch điện tử (Data Logger) và ghi nhận là 1 xung, tương đương với 0,1mm, truyền dữ liệu trực tiếp về máy chủ.

Kỹ sư Nguyễn Văn Lâm, một thành viên của nhóm nghiên cứu cho hay, máy BHH-M01 có nhiều ưu điểm vượt trội, thiết bị có độ chính xác cao, thiết kế nhỏ gọn hơn, giá thành rẻ hơn so với các loại máy khác trên thị trường. Kinh phí lắp đặt thiết bị chỉ bằng 1/2 hoặc 1/3 giá các máy loại đo mưa khác trên thị trường. Mặt khác, thiết bị có khả năng cách nhiệt tốt với môi trường bên ngoài, không như các sản phẩm khác trên thị trường không có hệ thống cách nhiệt nên có thể dẫn đến hỏng, cháy nổ pin lưu trữ khi môi trường bên ngoài nhiệt độ cao. Do các vật liệu đều dễ kiếm và có sẵn trong nước nên đơn vị sử dụng có thể dễ dàng thay thế và bảo hành, bảo trì thiết bị khi cần thiết. Điểm nổi trội là khi sử dụng thiết bị này, dữ liệu được cập nhật nhanh chóng, phục vụ kịp thời cho việc quản lý, điều hành hệ thống công trình thủy lợi và đưa ra các cảnh báo rủi ro thiên tai.

Ứng dụng rộng rãi