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雷达气象计的工作原理
发布日期:2021-06-09 14:59:08

  雷达气象计的工作原理
  
  1、雷达流量测量原理
  
  雷达流量计利用多普勒效应的原理来测量流体的表面速度。在声学领域,当声源和接收器(即探头和反射器)之间存在相对运动时,回波的频率变化,这种频率变化称为频移,即多普勒效应。
  
  当雷达风速计和水以相对速度V运动时,雷达风速计接收到的电磁波频率与雷达自身发出的电磁波频率不同。频率的差异称为多普勒位移,流体的表面速度是通过计算多普勒位移与v的关系得到的。利用K和ka波段的雷达波检测流体速度的技术难点在于低速度测量。
  
  当流体速度较慢时,雷达波在静止的水面上形成镜面反射,雷达流量计几乎无法接收到反射的电磁波信号,从而使国内大多数同类产品的限速下限国外一般大于0.3m/S。 上海航空测绘公司研制的雷达流量计;控制系统有限公司采用专业的流控算法和雷达天线检测弱目标,可监测0.1m/S以上的地表流速。
  
  2、雷达水位测量原理
  
  雷达水位计测量电磁波发射和接收时间的差异计算雷达水位与液位的距离H2=CΔT/2,出水口水位值h=H1-H2.H1为通道底部与水位指示器之间的高度技术优势如下:
  
  ² 透镜天线
  
  与传统的扬声器天线相比,K波段透镜天线具有增益更高、辐射能量集中、抗干扰能力强等优点,大大提高了测量的准确性和可靠性。波束压力窄,大大降低电磁波辐射到未测水面的可能性,如井壁、河道岸边等,反射透镜天线,测得的液位更准确。
  
  采用透镜天线,全封闭,达到ip68防水等级,可靠性高。
  
  ² 智能姿态检测及补偿功能
  
  雷达水位计内置纵倾检测传感器,帮助安装调试,自动补偿安装误差;另外,雷达水位计智能检测立杆摆动引起的测量平台不稳定,在测量过程中桥接并执行最佳补偿。
  
  ² 智能信号处理算法
  
  雷达水位计输出的水位值是算法处理过的一段时间内的平均值,而不是瞬时值。精度更精准,可消除水面杂物等干扰影响。
  
  1.3 流量计算
  
  明渠雷达流量计包括两个探头,一个用于测量表面速度,另一个用于测量水位。
  
  流量计算过程:
  
  根据雷达流量计内置的水力模型,通过预设的截面参数将测得的水面速度转换为平均截面速度。 根据测量的水位,雷达流量计结合截面的几何参数,自动计算截面截面积,根据速度区法公式计算流量。
  
  雷达波流生态监测的好处
  
  1、非接触免维护测量
  
  生态流量监测点可设在水电站的出水渠、大坝的出水渠道——水库或天然河流的溪流等。现场工况复杂多变,使枯枝、碎石等洪水期混入水中,使接触式流量测量设备极易损坏,后期维护工作量巨大。但雷达流量计采用非接触式流量测量方式,无需接触水,一定不能损坏,可以实现不进入艾蒂安。
  
  小时多维监控
  
  雷达流量计功耗极低,太阳能发电系统可达到7×24小时在线监测,雷达流量计可监测水速、水位、水位、水流量。同时,扩展性强,可连接视频、风速、风向、水质、雨量等多种检测设备,进行多维在线监测。
  
  3、安装施工简单
  
  雷达流量计采用立杆或桥架安装,无需发射。无论河流是汛期还是枯水期,施工都很简单。
  
  4、工作条件适应性强
  
  雷达流量计无需测量水深,在洪水或干旱时也能稳定工作;流量计内部装有剖面图软件,可测量现场各种工况。
  
  雷达流量监测站设计
  
  一、结构组成
  
  它主要由雷达流量计、RTU、无线通信模块和太阳能发电系统组成。
  
  1.2 主要功能
  
  一、基本功能
  
  采集传输功能
  
  自动采集水位、速度、流量,自动报时:按照预设的时间间隔,通过GPRS/GSM通讯通道将当前数据发送到中心站。
  
  应急通讯功能
  
  维护人员短时间内难以到达和维修的遥测站,尤其是系统中的重要站,必须具备后备通信功能。
  
  保护功能
  
  遥测站应有过压保护,使设备在雷击时不易损坏,无人值守的遥测站应具有防损坏和防盗功能。
  
  2.报警监控功能
  
  水位超标报警
  
  当水位、流量等超过某个指定值时触发警报。
  
  供应不足警报
  
  当遥测站的功率低于设定的阈值时触发警报。
  
  设备崩溃报警
  
  设备发生事故时立即自动报警。为及时引起人员注意,除屏幕显示报警外,还可采用声光报警。
  
  遥测站校正时钟和开关。
  
  1.3 太阳能电源配置
  
  采用蓄电池和太阳能电池板浮充供电方式,采用充电控制保护器保护蓄电池过充放电,蓄电池容量和太阳能电池板的功率应充分考虑RTU 的工作电流、服务电流、工作模式、通信需求和当地天气条件,有余地; 建议使用 100 Ah 存储容量的电池和 40 W 太阳能电池板。

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