雷達表面流速測流系統(tǒng)采用脈沖雷達技術(shù)進行非接觸式流速測量

雷達表面流速測流系統(tǒng)是一款全自動明渠流量遙測設(shè)備。系統(tǒng)采用脈沖雷達技術(shù)，通過非接觸方式同步測量水位和表面流速，實時計算流量。不受溫度、濕度、降雨、漂浮物和渾水條件影響。

在河道水文監(jiān)測、灌區(qū)流量計量以及城市排水管理中，獲取準確的明渠流量數(shù)據(jù)是水利調(diào)度的基礎(chǔ)。然而，傳統(tǒng)接觸式測流設(shè)備需要將傳感器浸入水體，在實際運行中經(jīng)常遇到水草纏繞、泥沙淤積和汛期洪水沖擊等問題，設(shè)備維護頻率較高，故障率也不容忽視。雷達表面流速測流系統(tǒng)提供了一種非接觸式的解決方案。該系統(tǒng)通過立桿懸空架設(shè)在明渠或河道的規(guī)則斷面正上方，全程不接觸水體，從根本上避免了雜物纏繞和腐蝕對測量造成的影響，實現(xiàn)了真正意義上的全天候無人值守自動監(jiān)測。

雷達表面流速測流系統(tǒng)的工作原理基于脈沖雷達技術(shù)。系統(tǒng)向下發(fā)射雷達波束，波束擊打在水體表面后形成回波，利用多普勒效應(yīng)中頻率偏移數(shù)值換算出水體表面流速。內(nèi)置的雷達水位傳感器同時向下發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波，通過測量發(fā)射與接收之間的頻率差來采集斷面水位深度。遙測終端機接收流速和水位兩組現(xiàn)場數(shù)據(jù)后，結(jié)合該斷面預(yù)設(shè)的幾何參數(shù)，通過速度面積法公式自動計算出該斷面某一時刻的瞬時流量。整套設(shè)備將流速監(jiān)測、水位監(jiān)測和流量數(shù)字運算整合在一臺主機內(nèi)。

該系統(tǒng)的適應(yīng)能力覆蓋了絕大多數(shù)明渠測流場景。雷達波對水體中的泥沙顆粒和懸浮物不敏感，測量不受水質(zhì)清澈度的制約。設(shè)備采用全封閉式外殼結(jié)構(gòu)，防護等級達到IP65以上，具備防鹽霧和抗腐蝕能力，能夠持續(xù)運行于高溫、高濕、雨雪等氣候條件中。設(shè)備不需要在渠道內(nèi)部預(yù)埋或者安裝任何阻水構(gòu)件，對渠道原有的水流狀態(tài)不構(gòu)成額外的人工影響，測量過程自然且無附加誤差。在灌區(qū)日常配水計量和河道洪水路由比測這兩種核心應(yīng)用場景下，這套系統(tǒng)都能夠在保持高頻數(shù)據(jù)輸出的前提下長時間穩(wěn)定工作。

在實際的工程部署中，雷達表面流速測流系統(tǒng)通常由雷達水位表面流速流量一體機、遙測終端機RTU、太陽能供電系統(tǒng)、立桿與支架、避雷接地五部分組成。太陽能電池板和蓄電池組合為系統(tǒng)供電，不需接入市政市電，在野外無電區(qū)域也能實現(xiàn)全年不間斷運行。遙測終端機支持4G、北斗等多種無線傳輸方式，可將實時流速、水位、流量數(shù)據(jù)遠程上傳至水文監(jiān)測平臺，具備數(shù)據(jù)緩存和斷點續(xù)傳功能，網(wǎng)絡(luò)條件不穩(wěn)定時不會造成數(shù)據(jù)丟失。灌區(qū)管理部門通過平臺即可查看各渠口的適時流量，為科學(xué)灌溉和節(jié)水調(diào)度提供精準的數(shù)據(jù)依據(jù)。