一、雷達(dá)波流速計介紹
AMT‐200雷達(dá)流速計集成了k波段平面微帶陣列天線、能量集中、低功耗產(chǎn)品——垂直角補(bǔ)償、流速平均、信號強(qiáng)度測量、串行通信、無線通信等功能,在非接觸式雷達(dá)系統(tǒng)測速時,設(shè)備不受污水腐蝕,不受泥沙影響,受水災(zāi)影響 不僅適合于平時的環(huán)境監(jiān)測,也適合于承擔(dān)非常困難的危險觀測任務(wù)。
二、測量原理
根據(jù)多普勒效應(yīng)原理,該探頭在雷達(dá)波的發(fā)射源與目標(biāo)相對靜止時,接收頻率與發(fā)射頻率相等
在發(fā)送源位置被固定,移動目的地相對于發(fā)送源以速度v向波源方向移動的情況下,雷達(dá)波相對于移動目的地在速度增加到C0 + V的單位時間內(nèi)到達(dá)移動目的地的雷達(dá)波的波長數(shù)即接收頻率如下.
多普勒頻移:
移動目標(biāo)運(yùn)動速度:
值為正時,速度與發(fā)送波為同方向,為負(fù)時,表示反方向的移動目標(biāo)速度與頻率偏移成正比時,如下所示
測量河流水面速度時,雷達(dá)流速探頭向水面發(fā)射微波,遇到水面波、水泡、浮游物(被測移動對象物)時,微波被吸收、反射,部分反射波被探頭接收,變換為電信號,在測量電路中處理多普勒頻移進(jìn)行測量,基于上述原理進(jìn)行水體 雷達(dá)波的發(fā)射方向和水流方向始終有一定的角度,同時發(fā)送接收需要距離往復(fù),因此需要修正上述結(jié)果,修正后的實際水流速度為α,表示雷達(dá)波的垂直方向和水平方向的角度:
三、系統(tǒng)的特點
可承受洪水期高流速條件下的測量
具備防逆接、過電壓保護(hù)功能
系統(tǒng)功耗低,一般太陽能發(fā)電能滿足節(jié)能需求
多種接口方式有數(shù)字接口和模擬接口,易于訪問系統(tǒng)
通過無線傳輸功能(選購件),可將數(shù)據(jù)無線傳輸至1.5km以上
可以獨立于當(dāng)前運(yùn)行中的城市水情、污水、環(huán)境自動測量系統(tǒng)在線
速度范圍寬,測量距離長達(dá)40m
多種觸發(fā)模式:周期、觸發(fā)、查詢、自動
設(shè)置非常簡單,土建量少
全防水設(shè)計,適合野外使用
雷達(dá)流速探頭不受周期、觸發(fā)、手動觸發(fā)模式流速檢測非接觸、安全低損失、維護(hù)少、砂土影響
四、系統(tǒng)參數(shù)
流速測定
測量范圍0.01-20m/s
測量精度±; 0.01米/秒
雷達(dá)天線平面微帶陣列天線
雷達(dá)垂直傾角校正自動校正
流速方向識別雙向自動識別
測量持續(xù)時間0-180s,可設(shè)定
測量間隔1-18000s可調(diào)整
雷達(dá)頻率24ghz(k波段)
有效測量距離40m
自動角度補(bǔ)償
垂直角度校正范圍0-70°;
精度±; 1°;
分辨率±; 0.1°;
接口(計算機(jī))
數(shù)字接口rs232sdi-12 (可選)
可選的無線傳輸433MHz
模擬輸出4-20mA
外殼材質(zhì)鋁外殼
保護(hù)等級IP67
12V時的耗電量約為1mA待機(jī)測量時約為50mA
工作溫度-35℃-70℃
保管溫度-40℃-70℃
防雷集成防雷功能
四、應(yīng)用領(lǐng)域
河道、防汛等水文測量
河流、灌溉渠道和水資源監(jiān)測
環(huán)境污染、地下水管網(wǎng)監(jiān)測
城市防洪、山區(qū)暴雨性洪水監(jiān)測
配置無人機(jī)實現(xiàn)流速測量和流速流量轉(zhuǎn)換
五、雷達(dá)波測量水體流速的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
雷達(dá)波流速測量水體流速系統(tǒng)通過由雷達(dá)波速傳感器、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)(可選)和相關(guān)設(shè)置防護(hù)措施構(gòu)成的非接觸式雷達(dá)流速探頭取得流速數(shù)據(jù),以有線(無線可選)方式向RTU或中心站輸出流速信息
七、流速校準(zhǔn)和率定
電波流速計是一種利用雷達(dá)多普勒效應(yīng),無接觸地測量河流水面流速的新型儀器,具有安全、快速、易于使用的特點,不受河流含沙量、浮游物等的影響。 由于雷達(dá)速度計與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子流速計的工作原理不同,兩者之間存在系統(tǒng)偏差,分析中首先建立兩者的相關(guān)關(guān)系,找出相關(guān)系數(shù),用系數(shù)校正后的雷達(dá)速度流量和轉(zhuǎn)子流速計流量進(jìn)行單值關(guān)系校驗和不確定控制分析,隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差在允許范圍內(nèi) 由于兩個儀器的工作原理不同,對流速的靈敏度也不同,發(fā)現(xiàn)兩者之間的相關(guān)直線一般不通過原點,可以對系數(shù)進(jìn)行微調(diào)以便于使用,超過原點,滿足誤差控制。
八、典型應(yīng)用
軟件部分
九、前言
雷達(dá)波無線電測量系統(tǒng)是以AMT-200雷達(dá)測量儀為核心,基于在線自動測量技術(shù)的實時流量測量系統(tǒng)。 設(shè)有孔截面和孔垂線,可自動開封河截面,設(shè)有流速系數(shù),實現(xiàn)流速向流量的自動轉(zhuǎn)換。
十、功能
1 )設(shè)置節(jié)流斷面和節(jié)流垂線,可自動繪制河道斷面圖
2 )設(shè)置左右岸系數(shù)、浮標(biāo)系數(shù)、水位流速系數(shù)和報告參數(shù)
3 )計算流速平均時間
4 )接收流速數(shù)據(jù)和輸入水位數(shù)據(jù),計算流量作成流量計算表
5 )有自動測量模式和人工測量模式
6 )自動從現(xiàn)有水位系統(tǒng)中提取水位,計算流量
十一、軟件的主要特點
1 )軟件美觀,具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性2 )開發(fā)需求來自一線水文站,符合實際使用的操作習(xí)慣,具有人性化的操作界面
3 )報告的小數(shù)位數(shù)、有效數(shù)字和各種數(shù)據(jù)符合國標(biāo)要求,有效數(shù)字在計算時符合四舍六入五留二原則
4 )軟件符合冗馀、時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度算法原理,具有較高的質(zhì)量
十二、硬件
1 2.1計算機(jī)和附件
計算機(jī): In及其兼容設(shè)備,頻率500MHz以上內(nèi)存: 64MB以上硬盤空間: 10G以上串行通信接口: 1個Microsoft Mouse或與其兼容的鼠標(biāo)2 3.2硬件設(shè)備AMT--200非接觸式雷達(dá)儀表,
十三、支持軟件
操作系統(tǒng)名稱和版本號: window xp,windows 7,windouws 10;
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的名稱和版本號: Microsoft SQL server 2000標(biāo)準(zhǔn)版
辦公系統(tǒng)名稱和版本號: Microsoft Office2003中文版,Microsoft
Excel2003中文版。
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