雷達波明渠流量在線監測方案

       明渠及河道流速流量測量是水文和水利工程中的重要內容,通過流量監測系統實時采集明渠及河道水位、流速、流量等數據,對于水資源管理、防洪減災、水利工程規劃以及水環境保護等方面具有重要意義。

       目前在測流實踐中,通常有人工法測流、纜道測流、聲學多普勒法測流和雷達波測流法。每種測流方法都有其特點和優劣勢。對于需要長期實時在線監測、并要求土建施工及安裝調試簡單快捷、檢修維護方便、測量不受水質泥沙等影響、人員操作維護安全、尤其要求在汛期高流速大水量情況下安全、可靠、實時測量的場景下,雷達波測流無疑是最常用和被普遍認可的測流方式。

       雷達測流的基本原理是基于流速面積法。斷面一定時間內的流量=平均流速*水流截面積。通過雷達流速傳感器探頭可以獲取表面流速,根據雷達流量計內置的流速模型,通過預先設定的斷面參數,將雷達測得的表面流速轉化為斷面平均流速;通過雷達水位傳感器探頭可以獲取斷面水位/水深,雷達流量計結合斷面幾何參數,自動算出斷面面積,根據流速面積法公式,求得流量。


       一般情況下當渠道或河道斷面寬度不大于15米~20米時,在過水斷面中心位置安裝一臺雷達流量計;當渠道或河道斷面寬度較大時,應采用陣列式雷達波測流方式,即在渠道或河道的斷面上的多條測流垂線上分別設置雷達流速儀(分機)和雷達流量計(主機)。

雷達波測流方案

       華聚科儀RD-600系列雷達流量計采用平面微波技術,用多普勒雷達原理測量水流的表面流速,利用內置的微帶雷達技術測量水位。依據流速-面積法,先測得水位換算出斷面面積,再由表面流速結合斷面參數換算出平均流速,通過建立圓形、矩形和梯形等明渠斷面流速分布的經驗公式,結合水力模型算法來求取流量,是一種非接觸式的,在不改變渠道、河道、管道等邊界條件下準確測量流量的測流儀器。

       支持數字(RS485、RS232)或者模擬(4-20mA)的方式傳輸接口,具有功耗低、體積小巧、可靠性高、操作簡單、維護方便等特點,測量過程不受溫度、氣壓、泥沙、灰塵、河流污染物、水面漂浮物、空氣等環境因素的影響。

此雷達流量計RD-600或一體式雷達流量計RD-600-R(內置RTU)一般采用立桿橫臂抱箍安裝或橋底安裝:



云管理平臺

       以上任何一種流量監測方案或安裝方式,都可通過內置的無線通訊單元(或外接RTU)將現場測量數據上傳至華聚科儀云端平臺,在管理平臺可以查看設備測量實時數據和歷史數據及設備工況信息,還可以看空高水位關系圖、電壓工況圖、安裝地點等,配合攝像頭可以查看現場圖片以及視頻等信息。


手機APP調試監測軟件

       華聚科儀研發的手機APP掌中寶,通過連接設備藍牙,可以直接設置設備的水渠參數信息,查看實時測量數據。如果設備自帶RTU,可以通過APP設置IP和端口,在APP上可以隨時隨地查看設備上傳的數據,方便客戶隨時實時的管理監控。

 

方案系統拓撲圖

方案優勢

1. 非接觸測量免維護

   接觸式流量計測量設備由于現場工況復雜多變,在洪水期水中還可能會夾雜枯枝、碎石,所以接觸式的測流設備十分容易損壞,后期維護工作量巨大。而雷達波測流設備方案采用非接觸式測量,無需接觸水體,不易損壞,可以實現免維護。

2. 全天候多維度監測

   雷達流量計和雷達水位計功耗低,可采用太陽能供電系統,也可以采用鋰電池供電,實現全天候在線監測。

3. 安裝施工簡單

   雷達測流設備通過立桿或者橋梁安裝,無需下水作業,施工簡單,無論河流處于洪水期或者枯水期均可施工。

4. 工況適應性強

   雷達測流設備對于測量水深沒有要求,無論洪水期或枯水期均可穩定運行,適用于多種現場工況的測量。

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