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北京華益瑞科技有限公司
中級(jí)會(huì)員·2年
雨量水位監(jiān)測(cè)
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胡文雯
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雨量水位監(jiān)測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域
· 水文
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· 水壩監(jiān)測(cè)
· 氣象和科學(xué)應(yīng)用
雷達(dá)設(shè)備介紹
RQ-30 雷達(dá)水位流速流量傳感器
RQ-30 雷達(dá)水位流速流量傳感器是奧地利Sommer公司生產(chǎn)的一款測(cè)量河流水位、流速和流量的專用設(shè)備，采用24GHz的雷達(dá)信號(hào)，通過多普勒效應(yīng)來計(jì)算流速數(shù)據(jù)。 24GHz頻率的雷達(dá)信號(hào)發(fā)射到水表面，一部分雷達(dá)信號(hào)被反射回去， 移動(dòng)的水波紋會(huì)導(dǎo)致頻率的改變， 即多普勒效應(yīng)。 RQ-30采集到回波信號(hào)后，進(jìn)行頻譜分析，進(jìn)而計(jì)算出水表面的流速。 發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)需要與水面保持一定的角度， 但這個(gè)角度并不需要去手工測(cè)量，儀器內(nèi)部能夠測(cè)量這個(gè)角度， 并在進(jìn)行計(jì)算流速時(shí)應(yīng)用。水位測(cè)量采用了超聲波波信號(hào)，通過時(shí)差法的原理?yè)Q算出水位信息。 RQ-30發(fā)射一個(gè)短的脈沖，方向?yàn)榕c水面垂直的方向。 通過發(fā)射和接收的脈沖之間的時(shí)間差， 就可以計(jì)算得到測(cè)量點(diǎn)到水面的距離，進(jìn)而可以知道水位的數(shù)值。
設(shè)備測(cè)量范圍如圖
流量Q是水流速度Vm和過水橫截面積A(h)的函數(shù)，具體由以下的公式連續(xù)進(jìn)行計(jì)算的：
過水橫截面積A (h) 是水位的函數(shù)，主要由橫截面的測(cè)量點(diǎn)決定，Vm是水流的平均流速。
技術(shù)指標(biāo)
水位
測(cè)量范圍：0-15m/35m
分辨率:1mm
準(zhǔn)確度：±2mm
雷達(dá)頻率：26GHz
雷達(dá)波開角：10°
流速
測(cè)量范圍：0-15m/s
分辨率:1mm/s
準(zhǔn)確度：±0.01 m/s; ± 1 % FS
雷達(dá)頻率：24GHz
雷達(dá)波開角：12°
垂直角度自動(dòng)補(bǔ)償準(zhǔn)確度：±1°
垂直角度自動(dòng)補(bǔ)償分辨率：±0.1°
采樣時(shí)間：8s ~ 300min
供電：6-30V DC,典型12VDC
電流：1mA
輸出：3組4-20mA、RS485/SDI-12/Modbus
波特率：1200-115200
防護(hù)等級(jí)：IP67
尺寸：338 mm x 333 mm x 154 mm
重量：5.4kg
內(nèi)置保護(hù)模塊：過載電壓保護(hù)和防雷保護(hù)
工作環(huán)境：-35~ +60℃；0-99%.R.H
雨量水位監(jiān)測(cè)
300W-QX/C 型雷達(dá)波明渠流量計(jì)實(shí)現(xiàn)了非接觸式流量測(cè)量，不受泥沙、漂浮物的影響，適用于一般河道、渠道流量測(cè)量，尤其適用于高洪、急流、高含沙量、高污染的流速測(cè)量。本產(chǎn)品自動(dòng)化程度高、安裝維護(hù)方便，可安裝于岸邊、橋梁固定支架上定點(diǎn)測(cè)量或鉛魚、吊箱等運(yùn)動(dòng)物體上動(dòng)態(tài)測(cè)量。該流量計(jì)可配合計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)仍O(shè)備組成流量自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)流量遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)。
非接觸式雷達(dá)波流量計(jì)計(jì)算當(dāng)前流量Q 的方法基于連續(xù)性方程（Q=V×A）， Q= 流量；V = 平均流速，A= 過水?dāng)嗝婷娣e，其中斷面平均流速由表面流速Vsuf×轉(zhuǎn)換系數(shù)獲得。300W-QX 非接觸式雷達(dá)波流量計(jì)結(jié)合HS-7 流量測(cè)控終端可對(duì)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的水流速度和水深變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，并提供測(cè)量目標(biāo)的精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，例如水位過程曲線、瞬時(shí)流速、平均流速、*小和*大流速、實(shí)時(shí)流量、累計(jì)水量等。
測(cè)流原理雷達(dá)測(cè)速和超聲波/雷達(dá)
測(cè)距抗震性能:4 g , 5g-100Hz
流速測(cè)量范圍:0.15-15m/s
防護(hù)等級(jí):一體機(jī)IP65，分體IP68
流速測(cè)量精度:±0.02 m/s
工作溫度:-40-80℃
流速分辨率:1 mm/s
通訊接口:RS-232/485
水位測(cè)量范圍:雷達(dá)0.5- 20 m
工作模式:連續(xù)工作
水位測(cè)量精度:雷達(dá)±3mm
通訊協(xié)議: Modbus RTU
水位分辨率:1 mm
外觀尺寸:235*210*135
重量:~3.5KG
工作電流:150mA @ 12V DC
數(shù)據(jù)采集器選配：
| 性能特征 | CR200X系列 | CR300系列 | CR800/CR850 | CR1000X | CR3000 | CR6 | CR9000X系列 |
| *大掃描速率 | 1 Hz | 10 Hz | 100 Hz | 100 Hz | 100 Hz | 1000Hz | 100,000 Hz |
| 模擬輸入 | 5個(gè)單端（無(wú)差分） | 6個(gè)單端 | 6個(gè)單端 | 16 個(gè)單端 | 28個(gè)單端 | 12個(gè)單端或6個(gè)差分 | 每個(gè)CR9050/CR9051E/CR9055(E): |
| 脈沖計(jì)數(shù)器 | 2個(gè) | 2個(gè) | 2個(gè) | 2個(gè) | 4個(gè) | 16個(gè) | 每個(gè)CR9071含12個(gè) |
| 開關(guān)激發(fā)通道 | 2個(gè)電壓激發(fā) | 2個(gè)電壓激發(fā) | 2個(gè)電壓激發(fā) | *大16個(gè)電壓激發(fā) *大16個(gè)電流激發(fā) | 4個(gè)電壓激發(fā) | *大12個(gè)電壓激發(fā) *大12個(gè)電流激發(fā) | 每個(gè)CR9060含10個(gè) |
| 數(shù)字控制端口 | 2個(gè)I/O | 2個(gè)I/O | 4個(gè)I/O | *大16個(gè)I/O，2 個(gè)RS232,2個(gè)RS485，8個(gè)SDI-12，8個(gè)RX/TX pair RS 232 | 3個(gè)SDM、8個(gè)I/O | *大16個(gè)I/O，2 個(gè)RS232,2個(gè)RS485，8個(gè)SDI-12，8個(gè)RX/TX pair RS 232 | 每個(gè)CR9060含：1個(gè)SDM、8個(gè)I/O |
| 連續(xù)模擬輸出 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 每個(gè)CR9060含6個(gè) |
| 通訊/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)端口 | 1個(gè)RS-232 | 1個(gè)USB,1個(gè)CSI/O, 1個(gè)10/100baseT（CR310） | 1個(gè)CS I/O | 1個(gè)USB,1個(gè)CSI/O,1個(gè)MicroSD,1個(gè)10/100baseT | 1個(gè)CS I/O | 1個(gè)USB,1個(gè)CSI/O,1個(gè)MicroSD,1個(gè)10/100baseT | 1個(gè)CS I/O |
| 輸入電壓范圍 | 0≤V＜2.5Vdc | -0.1 to +2.5 Vdc | ±5Vdc | ±5Vdc | ±5Vdc | ±5Vdc | ±5Vdc （CR9050或CR9051E） |
| 模擬電壓精度 | ±（0.25%讀數(shù)+1.2mV偏移量），-40℃～﹢50℃ | ±（0. 04%讀數(shù)+偏移量），0℃～﹢40℃ | ±（0. 06%讀數(shù)+1.2mV偏移量），0℃～﹢40℃ | ±（0.04% 測(cè)量值+偏移值） | ±（0. 04%讀數(shù)+偏移量），0℃～﹢40℃ | ±（0. 04%讀數(shù)+偏移量），0℃～﹢40℃ | ±（0. 07%讀數(shù)+4位A/D計(jì)數(shù)），-25℃～﹢50℃ |
| 模擬分辨率 | *小0.6mV | *小0.23μV | *小0.33μV | *小0.02μV | *小0.33μV | *小0.05μV | *小1.6μV |
| 模擬/數(shù)字 | 12 | 24 | 13 | 24 | 16 | 24 | 16 |
| 標(biāo)準(zhǔn)工作溫度 | -40~50℃ | -40~70℃ | -25~50℃ | -40~70℃ | -25~50℃ | -40~70℃ | -25~50℃ |
| 擴(kuò)展工作溫度 | N/A | / | -55~85℃（CR800） | -55~85℃ | -40~85℃ | -55~85℃ | -40~70℃ |
| 內(nèi)存（字節(jié)） | 106K （操作系統(tǒng)） | 10M數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，2M（操作系統(tǒng)） | 128MB閃存和4MB帶內(nèi)置供電的靜態(tài)存儲(chǔ)器 | 2M（操作系統(tǒng)） | 2M（操作系統(tǒng)） | 6M（操作系統(tǒng)） |
128K （程序） |
| 供電(Vdc) | 7~16 | 9.6~16 | 9.6~16 | 9.6~16 | 10~16 | 9.6~16 | 9.6~16 |
| 電流消耗（mA） | ~0.2(睡眠模式，無(wú)電臺(tái)) | 1.5(睡眠模式) | ~0.6(睡眠模式) | <1 (睡眠模式) 48（以太網(wǎng)） | 2 (睡眠模式) | ~0.8 (睡眠模式) | 750~1000（處理) |
| 尺寸（厘米） | 13.2×17.6×4.8 | 5.5×3.0×2.0 | 24.1×10.4×5.1 | 23.8×10.1×6.2 | 24.1×17.8×9.7 | 8×4×2.4 | 40.0×24.8×20.3（實(shí)驗(yàn)室版機(jī)箱） |
| 重 量 | 227g（CR200X、CR295X） | 242g（CR300）；288g（CR310） | 660g | 860g | 1.6Kg（無(wú)電池） | 0.42 Kg（無(wú)電池） | ~13.6 Kg (實(shí)驗(yàn)室版) |
| SDI-12 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 否 |
| PakBus支持 | 支持（僅葉節(jié)點(diǎn)） | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 否 |
| Modbus 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 否 |
| DNP3支持 | 否 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 否 |
| 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法 | 表格 | 表格 | 表格 | 表格 | 表格 | 表格 | 表格 |
| 編程語(yǔ)言 | CRBasic | CRBasic | CRBasic | CRBasic | CRBasic | CRBasic | CRBasic |
| CE認(rèn)證 | CR200X、CR206X、 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 |
| 質(zhì) 保 | 3年 | 3年 | 3年 | 3年 | 3年 | 3年 | 3年 |
| 軟件支持 | |||||||
| Short Cut | 支持 | 3.2或更高 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 否 |
| PC200W | 支持 | 4.4或更高 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 否 |
| PC400 | 1.0或更高 | 4.4或更高 | 1.4或更高 | 1.2或更高 | 1.3或更高 | 4.3或更高 | 1.0或更高 |
| LoggerNet | 2.1或更高 | 4.4或更高 | 3.3或更高 | 3.0或更高 | 3.2或更高 | 4.3或更高 | 2.0或更高 |
| RTDAQ | 否 | 否 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 |
| PConnect | 3.0或更高 | 4.4或更高 | 3.3或更高 | 3.1或更高 | 3.2或更高 | 4.3或更高 | 否 |
| PConnect CE | 2.0或更高 | 4.4或更高 | 2.2或更高 | 2.0或更高 | 3.2或更高 | 4.3或更高 | 否 |
參考文獻(xiàn)：
雷達(dá)波流速儀在中小河流流量測(cè)驗(yàn)中的應(yīng)用分析
張琦 吉林省水文水資源局延邊分局
雷達(dá)波流速儀在中小河流流量測(cè)驗(yàn)中的應(yīng)用分析
秦福清 山西長(zhǎng)治水文分局
基于RG30雷達(dá)流速儀的流量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
周波 長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局 長(zhǎng)江水文技術(shù)研究中心
雷達(dá)波流速儀在我省中小河流流量測(cè)驗(yàn)中的應(yīng)用
龐雷 陜西省水文水資源勘測(cè)局
雷達(dá)波流速儀流量測(cè)驗(yàn)應(yīng)用及水面流速系數(shù)分析研究
徐立 安徽省六安市水文局佛子嶺水文站
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