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深圳市华儒科技有限公司
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高频雷达水位计
产品名称:

高频雷达水位计

所属分类:雷达水位计 1.1 产品介绍
HRDK-400 是深圳市华儒科技有限公司自主设计制造的
一款高精度、低功耗、适用场景广泛的非接触式雷达水
位计。该产品具有高精度,智能化,抗干扰,低功耗,
安装方便,免维护等优点。
图1.1
1.2 应用领域
HRDK-400是一种非接触式雷达传感器,极为适合量水领域内对精度和防护等级有高开
阔水域和狭窄水道均可适用。可广泛应用于灌区信息化、城市内涝、窖井监测等项目。
可主要用于农业灌溉干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠等输水渠道、湖泊,江河、涵洞,
路面积水、雨水井等具体场景的水位监测。
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产品参数
  • 产品名称:高频雷达水位计
  • 公称通径:≤40cm~40m(固体)
  • 执行标准:外壳材料铝合金壳体
  • 连接方式:RS-485
  • 材  质:ABS铝合金
  • 设计压力:20...60VDC 20...250VDC 50/60Hz
产品详情

 

 

主要特点
非接触式测量:24GHz 调频连续波(FMCW)制式,非接触式连续探测水位。
高测量精度:分辨率0.1mm,测量精度+/-3mm。
低功耗:测量电流≤80mA@12V。
多物理接口:标准物理电路接口: RS232/RS485/4~20mASD-12 (预留)。
超宽工作温度:-40°-80°超宽工作温度范围,适用于各种野外严酷环境。
IP68 全防水设计:2 米水深48 小时浸泡不影响使用。
安装便捷:可根据需求配置不同类型支架,适用于井壁,横杆,桥梁及其他场景下的快
速安装。
HRDK-400 型雷达水位计产品手册V2.0
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1.5 装箱清单
包装盒中包含以下器件
器件名称数量
HRDK-400 雷达水位计1 台
安装支架1 套
抱箍2 根
通讯线1 根(标配5M)
产品手册1 份
2 使用说明
2.1 产品安装
2.1.1.测量原理
本雷达水位计采用FMCW 调制方式,以三角波为调制信号,天线波束11°× 11°,
工作在24GHz(ISM 标准波段),全天候实时探测内部雷达天线平面与水平面之间的
距离。具体工作时,水位计探测平面与水平面呈平行状态,通过发射雷达波至水平面,
并对水平面反射回波进行分析,计算,输出产品探测平面与水平面之间的精确距离值。
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2.1.2.天线波束范围
本产品采用24G 雷达天线。产品波束角为全角
11°,产品照射水面时,照射区域类似一个圆,
如图2.1 所示。应选择合适的安装角度使得照射
范围应当全部位于水面上。准确理解雷达波的照
射范围有助于选择合适的地方安装,避免一些容
易被干扰的场景,如波束角照射到其他非水面区
域。
图2.1
2.1.3.安装点选择
1)选择水面开阔无遮挡物位置,减少环境干扰。
2)当需要测试近距离水面(小于2m),雷达附近建议少或者无大面积金属物体存在,
减少多次反射干扰。
2.1.4.安装高度选取
要根据场景选取合适的安装高度。安装高度选择需满足以下条件。
1) 安装高度不可小于雷达测量盲区,不可大于最大测量量程,一般以最大量程二分之
一处为最佳。
11°
D=0.2H
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2) 水位计波束范围必须全部照射于水面,严禁水位计波束范围部分或者全部照射到非
水面区域。
3) 水面波浪大且杂的地方安装高度建议高于2 米,低于最大量程三分之二。
雷达照射水面区域边界与安装高度成正比,表2.1 给出安装高度对应的波束宽度,雷达
照射水面波束宽度“D”与安装高度“H”之间的关系参照公式2.1。
水位计波束宽度(24G 天线)D = 2*H*tan(5.5°)= 0.2H 公式2.1
表2.1
安装高度(单位m) 波束宽度D(单位m)
1 0.2
2 0.4
3 0.6
4 0.8
5 1.0
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2.1.5.安装注意事项
此款产品用于横臂安装,安装效果图如下如图2.2,安装示意图如图2.3,安装错误示
例如图2.4,图2.5:
图2.2
波束直径D
H
空 图 2.3
H1
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空高H1:产品雷达面到水面的距离.
最大高度H:产品雷达面到渠底的距离.
波束直径D:雷达波束照射到水面区域的直径.
以下是常见的错误安装方式
1) 产品安装后必须稳固,不会因外界因素导致晃动。
2) 雷达平面与被测量水面必须保持平行。
3) 严格按照使用说明选择安装点和安装高度。
产品安装歪斜,不水平。产品过于靠近岸边,波束部分照射到岸边。
图2.5
图2.4
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2.2:产品连接
产品连接请遵循线面线序:
注意:请严格按照下表线缆颜色说明连接,错误的连接可能导致设备损坏。
2.3 常用参数设置
产品常用参数,如需设置请参照协议说明。
2.3.1:工作方式设置
雷达水位计有三种工作方式:不休眠,定时休眠,深度休眠,模式切换指令参考时间间
隔设置。
引脚说明
棕电源正极(9V~24VDC)
蓝GND(电源地和IOUT 负极)
橙RS485B D-
黄RS485A D+
绿RS232TX
红RS232RX
黑IOUT(4~20mA 正极/SDI-12)
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2.3.1.1 不休眠
雷达水位计处于连续工作状态(可以主动输出也可查询输出),一直采样测量,功耗高,
即查即有,返回最近一次的测量结果,响应快,实时性好。
2.3.1.2 定时休眠
雷达水位计处于休眠和工作之间定时切换状态,定时时间采样测量,采样完成后进入休
眠,(可以主动输出也可查询输出),当用户查询水位计立即返回为最近一次的测量值,
功耗相对低,可以监测一段时间的水位。
2.3.1.3 深度休眠
雷达水位计处于一直休眠状态,(只可查询输出),唤醒条件是收到有效指令,雷达水
位计从休眠状态到工作状态进入一次测量,测量完成后返回测量结果,响应时间相对第
一和第二种方式较慢,功耗低。
2.3.2 测量间隔时间
如果产品是定时休眠模式,产品将按照测量间隔时间测量数据,例如:间隔时间设置为
10 秒钟,产品将每10 钟测量一次数据。间隔时间单位为秒,允许设定范围为
10S-65535S。
2.3.3 最大测量距离
最大测量距离是指雷达面到水底的距离,这个参数必须根据实际场景进行设置,并且数
值必须准确,否则影响水位输出的准确性。
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2.3.4 数据输出模式
数据输出模式有两种,输出空高和输出水位。
输出空高模式:此模式下,产品输出雷达到水面距离数据。
输出水位模式:此模式下,产品输出水位数据,即最大测量距离减掉雷达到水面距离后
的数值。
2.4 复杂环境参数设置
当设备应用现场环境存在漂浮物、泡沫、垃圾、波浪较大等复杂水环境;为提高数据稳
定性和可靠性,建议打开跟随模式和滑动平均开关,另外测量时间尽量延长。
参数说明
跟随模式相邻两次的增量超过限定值,必须满足累积保持次数后才更新到新的
水位,否则将保持最近一次有效测量值
滑动平均模式相邻6 次有效数据滑动平均处理
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3 规格参数
雷达传感器
量程0.4-40m
盲区≤40cm
精度≤+/-3mm
分辨率0.1mm
工作频率24G
波束角全角11°
发射功率20dBm
天线类型平面微带阵列天线
天线放大平面/透镜
调频方式FMCW
测量时间1S-20S
测量间隔10S-65535S
外壳特性
外壳材料铝合金壳体,Pom 下盖
尺寸100mm×100mm×40mm
重量约0.5Kg(不含安装架)
颜色主体银色
防护等级IP68
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水平仪无
指示灯无
电源&功耗
数据传输RS485 Modbus
工作电压9-24V,推荐12V
待机功耗<0.1mA@12V
工作电流≤80mA@12V
电源外接电源
其他参数
工作温度-40℃- +80℃
储存温度-40℃- +80℃
相对湿度40℃,95%RH
防雷1KV
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4 故障信息
Q:上位机没有接受到任何数值?
A:1)请检查电源是否输入正确,电压是否过低,接入电源是否为直流,确认后请重
新上电。
2)串口号和串口波特率是否设置正确。
3)雷达水位计电气接口是否为RS485,连接计算机是否有RS485 转RS232 转换器;
并且检查RS485 AB 两线是否接反;并确认通信转换线缆没有故障。
4)通讯协议是否按说明操作,检查通信地址是否正确,检查确认指令没有出错,重新
上电,如果仍然不能正常通信,可能线路或仪器出现故障。
5)低功耗模式下,雷达水位计处于低功耗状态,需传感器唤醒后才能进行测量运算。
Q:4~20mA 没有电流?
A: 1)请检查负载是否过大;
2)请检查连接方法是否正确;
3)请检查测量仪表是否正常。
Q:测量值跳变较大且频繁发生跳变?
A: 1)请检查电源电压是否过低;
2)测量范围是否存在障碍物;
3)安装位置是否固定,安装雷达水位计平面是否平行于测量水面;
4)可适当设置设置跳变抑制,参考参数设置。
Q:为何测量值一直为零?
A: 1)请检查雷达传感器是否对准测量目标;
2)请确认测量距离是否小于设置最小量程;
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