ในงานก่อสร้างทางทะเลที่ผมทำอยู่ปัจจุบัน ในสัญญาระบุว่าต้องติดตั้งสถานีวัดระดับน้ำให้ด้วยเป็นแบบ Automatic Tide Gauge คือสามารถวัดระดับน้ำและบันทึกข้อมูลลงจัดเก็บในไฟล์คือเก็บเข้า sd card ได้ทุก 15 นาที ข้อกำหนดว่าไว้อย่างนั้น
บรรทัดน้ำ
ด้วยความที่ไม่เคยติดตั้งเครื่องมือหรืออุปกรณ์ด้านนี้มาก่อน ก่อนหน้านี้เป็นผู้ใช้งานอย่างเดียว ถ้าจะติดตั้งใช้งานเองประมาณว่าใช้ไม้หน้าสี่ทาสีแล้วพ่นสีสเปรย์ เรียกกันว่าไม้บรรทัดน้ำ โดยที่รูปแบบคล้ายๆกับสตาฟที่อ่านในงานระดับ ตอนติดตั้งก็เดินระดับจากหมุดที่ทราบค่าลงผิวน้ำ ติดตั้งบรรทัดน้ำให้ตรึงอยู่กับที่ไม่ให้เคลื่อนไหว เวลามีการหยั่งน้ำ ก็จะส่งคนไปจดระดับน้ำทุกๆ 5 นาที จนใจที่หารูปเก่าๆไม่ได้ ผมไปเห็นรูปในบล็อกไม่ปรากฎนามผู้เขียน เห็นว่าภาพสเก็ตช์นั้นรูปแบบใกล้เคียงก็ขออนุญาตเอามาลงให้ดูประมาณนี้เลย
ย้อนวันวานที่โมซัมบิค
ลองค้นหาอุปกรณ์จำพวก Tide station ในอินเทอร์เน็ตพบยี่ห้อยอดนิยมคือ Valeport TideMaster ที่จริงตอนที่ผมไปทำงานที่โมซัมบิคบริเวณพื้นที่ศึกษาที่จะก่อสร้างท่าเรือได้ว่าจ้างผู้เชี่ยวชาญจาก Danish Hydrological Institute (DHI) มาศึกษาเกี่ยวกับไฮโดรไดนามิค ปรากฎว่ามีท่านศาสตราจารย์เดินทางมาทำงานคนเดียวแบบวันแมนโชว์ ขนของมาเต็มรถกระบะ มาจ้างคนท้องถิ่นหน้างานเป็นลูกมือ หนึ่งในงานนั้นได้ติดตั้งสถานีวัดระดับน้ำอยู่ประมาณหนึ่งเดือน เจาะฝังติดบนผนังท่าเรือร้าง แล้วก็ลากสายเอาเซ็นเซอร์ความดันลงน้ำในแม่น้ำเลย ผมจำได้แม่นว่าเป็น Valeport TideMaster 740
ผมจึงตัดสินซื้อยี่ห้อนี้ โดยที่เลือก options ว่าสามารถส่งข้อมูลเข้าไปเก็บในคลาวด์ได้ ซึ่งคลาวด์ที่เก็บข้อมูลพวกนี้เป็นของ Port-log เพื่อให้สามารถเข้าถึงข้อมูลผ่านทางโทรศัพท์มือถือหรือเบราเซอร์จากที่ไหนก็ได้
สำหรับอุปกรณ์ชุดแรกประกอบด้วย Valeport Tidemaster ตัวนี้เป็นตัววัดระดับน้ำผ่านเซ็นเซอร์ความดัน (Pressure sensor) จะมีสายเคเบิ้ลต่อจากอุปกรณ์ปลายเป็นหัวทรานสดิวเซอร์ เอาไว้จุ่มในน้ำ ระบบจะแปลงความดันเป็นความลึกของน้ำ อุปกรณ์ตัวนี้จะโมดูลที่ทำหน้าที่จัดเก็บข้อมูลลงไฟล์ (logging unit) ด้วยโดยจัดเก็บไฟล์ใน sd card
อุปกรณ์ชุดที่สองคือ Scannex ip.buffer ตัวนี้เป็นตัวรับข้อมูลจากอุปกรณ์ตัวแรกแล้วส่งไปคลาวด์ โดยที่ต้องใส่ซิมที่มีอินเทอร์เน็ตเข้าไปด้วย
อุปกรณ์ชุดที่สามคือโซลาร์เซลล์กับแบตเตอรี ชุดนี้หาซื้อในไทยประกอบเอา ทางช่างไฟฟ้าของผมจัดโซลาร์เซลล์ให้แบบแผงใหญ่โตมาก ประมาณว่าฟ้าครึ้มไปสิบสี่วันใช้แบตก็ยังไม่หมด ส่วนแบตเตอรีเป็น LiFePO4 แบบ 4 เซลล์คิดเป็น 4 * 3.7 = 14.8 V
ติดตั้ง
อุปกรณ์ชุดแรกคือชุดที่ 1 และชุดที่ 2 ประกอบมาจากสิงคโปร์จากผู้ขายเสร็จสรรพ มาถึงแค่ยกเอามากล่องแล้วมาจับใส่กล่องกันน้ำที่เตรียมไว้ ใส่แบตเตอรีเข้าไป ต่อสายไฟเข้ากับชุดโซลาร์เซลล์ ลากสายทรานสดิวเซอร์วัดความดันลงน้ำจัดให้อยู่ในท่อ PVC รัดให้แน่นไม่ให้เคลื่อนที่ พร้อมจะทำการคาลิเบรทเพื่อให้อ่านระดับน้ำได้ตามจริง เทียบกับพื้นหลักฐานที่ใช้งานคือ Project Datum (PD)
สูตร
เป็นความสัมพันธ์ระหว่างความดันกับความลึก
ถ้าดูสมการตัว gain นั้นคือความชันของเส้นกราฟนั่นเอง ส่วน offset จะเป็นตัวที่ทำให้ระดับน้ำอ่านได้ตามค่าระดับจริง ไม่ว่าจะเอาเซ็นเซอร์ไปอยู่ลึกมากแค่ไหนก็ตาม ในการปฏิบัติการติดตั้งต้องเผื่อน้ำลงต่ำสุดด้วยคือตอนน้ำลงต่ำสุดไม่ให้หัวเซ็นเซอร์นั่งแห้งอยู่
คาลิเบรทให้อ่านระดับน้ำได้จริง
ถึงขั้นตอนที่สำคัญคือจะต้องคาลิเบรทอุปกรณ์ให้อ่านระดับน้ำได้จริงเทียบกับพื้นหลักฐานโครงการ เดินระดับจากหมุดที่ใช้ในงานก่อสร้างมาประมาณ 500 เมตรก็ถึงสถานิวัดระดับน้ำ การคาลิเบรททำได้ง่ายเนื่องจากมีโปรแกรมจากผู้ผลิตมาให้ ติดตั้งบนโน๊ตบุ๊ค การคาลิเบรททำได้สองวิธีคือดึงหัวทรานสดิวเซอร์ขึ้นลงแล้ววัดระยะ (Moving transducer method) ส่วนผมเลือกวิธีที่สองคือตรึงหัวทรานสดิวเซอร์ (Fixed transducer method)
อ่านค่าระดับผิวน้ำช่วงน้ำลงจัดจากกล้องระดับจากหมุดที่เตรียมไว้ข้างต้น เปิดโปรแกรมว่าเครื่องอ่านความดันจากเซ็นเซอร์ได้เท่าไหร่จดไว้ มาอีกครั้งช่วงน้ำขึ้นสูง อ่านค่าระดับผิวน้ำอีกครั้งจากการเดินระดับ แล้วเปิดโปรแกรมอ่านค่าความดันจากเซ็นเซอร์ ทำการป้อนค่าลงโปรแกรม โปรแกรมจะคำนวณค่า gain และ offset มาให้ตามสูตร
ที่น้ำลงเช็คค่าระดับจากกล้องระดับได้ 0.820 เมตร อ่านจากเครื่องได้ 1.474 เมตร ที่น้ำขึ้น 1.900 เมตร อ่านจากเครื่องได้ 2.570 เมตร เครื่องคำนวณค่า gain = 0.966 และ offset = -0.633161
อุปสรรคและปัญหา
หลังจากคาลิเบรทได้สี่วันปรากฎว่าเครื่อง ip.Buffe Scannex ที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลเข้าคลาวด์เกิดดับเอาดื้อๆ ติดต่อไปทางผู้ผลิตที่ประเทศอังกฤษรอการแก้ปัญหาให้
ก็เป็นประสบการณ์เล็กๆน้อยๆที่นำมาเล่าสู่กันฟังครับ โปรดติดตามบทความฉบับต่อไปครับ