雷达多普勒频率计算公式_雷达测流系统

原标题：雷达测流系统

一、方案背景：

过去，我们更多的重视水资源的开发利用，将其发挥在灌溉、发电上面，因而在以往修建了各种规模的水电站、水库，闸门等。这些水利水电设施的建立，使得下游河道长期断流，导致下游生态的恶化，水循环被破坏。

哪里有河流哪里就有城市！这充分说明了水对于生态环境的重要性。目前城市的水体黑臭严重，水污染严重，水循环被破坏到处都是一滩死水。水体的循环，水的生态流量是维持一个河道的最重要的属性。

为了针对各种水电站，水库，闸门等长期断流，水务部门和环保部门均在逐步要求各水电站、水库、闸门等单位安装生态流量监测设备，保证下游的最小生态流量，维持下游的生态环境。一般来讲，河道生态基流应该大于正常流量的10%，河道的水生态和两岸的陆生生态才能发挥正常功能。

而传统的水电站、水库、闸门等单位其流量监测以往多采用闸位计或者人工预估等方式进行预估，下泄流量测量几乎没有精度可讲。

武汉德希科技有限公司针对水电站、水库、闸门等单位的实际情况，提出了用于水电站尾水、水库下泄流量、闸门下泄流量的监测传感器。

二、方案总体概述：

方案整体由以下几个部分组成：

1.DX-LLX-1雷达流速仪：用于测量断面表面的流速。

2. DX-WLX-1雷达水位计：用于测量断面的水位。

2.DX-RTU-1遥测终端机：该遥测终端机主要功能是将各个测量点的流速流量信息进行汇总计算，通过GPRS无线网络发送到服务器，可以通过德希云平台(免费)或者数据接收软件(收费、且要求客户有固定IP的服务器)查看实时的水位、流量信息。

3.太阳能电池板和蓄电池：主要用于传感器探头和遥测终端机供电，一般采用38AH/12V蓄电池和40W太阳能电池板供电，默认5分钟采集一次。

4.镀锌钢管：用于线缆走线。

5.设备机箱：用于放置控制器、电池、充电器、信号防雷器等。

6.安装支架：用于将设备探头固定。

7.其他必要设备(电源，地笼，基础等)。

8.德希云平台

三、雷达流速仪的测流原理：

雷达流速仪是利用多普勒效应原理制成，工作时向水面发生电磁波，电磁波遇到运动的水面会发生散射，并构成回波，由于接收到的回波频率相对于发射频率发生一定偏移，由多普勒频率方程可求得水面流速，一个运动目标会在雷达传感器产生一个低频输出信号。这个信号的频率取决于移动速度,幅度取决于安装的距离，反射率和运动目标的尺寸大小。多普勒频率 F 和运动速度成正比关系。定点式雷达流速仪的系统可接入多个雷达探头，相当于布设多个测量垂线，结合断面参数，计算断面流量，定点测量，适用于洪水检测。

四、雷达速度面积法的流量换算原理(测流量)：

非接触雷达流量测量采用速度面积法测流，利用雷达流速仪测量流速V，利用雷达水位计测量水位H，预先在控制器设置的渠道参数，控制器可以利用水位自动换算出过流面积S，流体的流量公式为：

Q= V×S

其中V- - - -流速 S- - - -过流面积Q- - -瞬时流量

故雷达测流量一般是需要雷达流速仪配套水位计进行换算。

由于采用了速度面积法测流，其可以适用于任何形态的断面。

五、安装方式：

雷达水位计的安装示意图：

安装案例：

雷达流速仪的安装示意图：

安装案例：

雷达测流量一般是需要雷达流速仪配套雷达水位计，安装示意图如下：

(蓝色光代表雷达水位计，红色光代表雷达流速仪)

六、软件平台：

德希云数据展示平台：主要用于展示各个站点的水位、流速、流量等信息。其功能为：站点的管理，全部站点实时数据的查看，单个站点的实时数据、历史数据、报表、曲线、历史数据导出、历史曲线的导出。该平台可以免费使用，如需自建平台可以对数据进行解析。遥测终端机支持的协议是SL651-2014 水文通讯规约。此平台免费为客户提供。

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