欽州智能化地下管網(wǎng)雷達流量計的應用

華儒科技是家進入微波雷達傳感器行業(yè)領域的科技公司；
華儒科技專注于微波雷達傳感器的應用技術開發(fā)；
在智慧水文行業(yè)，推出款基于微波雷達技術的非接觸式雷達水位計、雷達流速儀、目前正在研發(fā)款基于全
24G平面微帶技術的雷達流量計；
在智慧交通、智慧安防、智慧家居、智慧機械等領域開拓新的應用模式。
連續(xù)6年被授予“國家企業(yè)”、“深圳市企業(yè)”資質(zhì)。
2017年7月已通過水文儀器產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實
地核查評審。
公司擁有自主知識產(chǎn)權的雷達式水位計XR.WLX-1、電波流速儀XR.LDX-1符合水文儀器產(chǎn)品執(zhí)行標準要求
，在水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心進行型式檢驗并通過測試。
自主研發(fā)的交通、水文、安防、感應控制等產(chǎn)品獲得多項發(fā)明和實用新型。

功能*的測流軟件，可以進行數(shù)據(jù)接收，查詢，流量統(tǒng)計等；低功耗，可以使用太陽能供電，方便安裝，免維護。測量原理：平面微帶陣列天線CW+FMCW；工作模式：手動、自動、遙測；工作溫度：-30~80℃；工作電壓：7~30VDC；工作電流：工作模式lt;150ma，待機模式：<1ma。（DC12V輸入）；數(shù)傳方式：RS232/RS485，4~20mA，433MHz（無線傳輸可選）；數(shù)據(jù)存儲：至少2年測量數(shù)據(jù)；雷達波流速傳感器：雷達功率：100mW；雷達頻率：24GHz；測速范圍：0.03~20m/s；測速精度：0.01m/s；天線角度：12°；測量方向：自動識別水流方向，內(nèi)置垂直角度校正。雷達功率：100mW；雷達頻率：24GHz；測量范圍：0-35米；測量精度：±5mm/±3mm；天線角度：11°。可應用于江河、湖泊、潮汐、水庫閘口、地下水管網(wǎng)、灌渠灌道等流速、水位或流量測量。

雷達流量計是公司自主研發(fā)的一款基于多普勒微波技術，可持續(xù)測量水位、流速和流量的一體化流量監(jiān)測設備。設備內(nèi)部集成雷達水位測量模組、雷達流速測量模組，將水位和流速的采集數(shù)值與水動力模型流量算法相結合，實現(xiàn)斷面流量及累計流量的計算，適用于水庫、河流、農(nóng)田灌區(qū)、水政水資源等矩形、梯形、U形和圓形等明渠或涵洞的流量測量?！⒉ɡ走_不受溫濕度、壓力、風雨或其他氣象環(huán)境條件的影響，可全天候穩(wěn)定工作。

正確測量雷達流量計取決于反射波的信號。如果選擇安裝位置，液位不能將電磁波反射回雷達天線，也不能將干擾波反射到信號波范圍內(nèi)。所以，正常安裝及位置的選擇對雷達流量計重要，今天流量計深圳華儒科技針對雷達流量計的安裝需注意以下幾點。1.如果在雷達流量計的信號范圍內(nèi)，攪拌閥、槽壁附著物、階梯等物體會產(chǎn)生干擾反射波，影響液位測量。在安裝時要選擇合適的安裝位置，以避免這些因素的干擾；2.喇叭式雷達流量計的喇叭口應超過安裝孔內(nèi)表面的一定距離。棒式液位計的天線應伸出安裝孔，安裝孔長度不得超過100mm。離中心1/2R應安裝圓形或橢圓形容器；

由于強降水或連續(xù)性降水超過城市排水管網(wǎng)的排水能力，致使城市產(chǎn)生內(nèi)澇積水災害。為了及時準確地掌握城市給排水管網(wǎng)的運行特征，需要對其液位、流速及流量、水質(zhì)等多種基本運行參數(shù)進行測量，獲取連續(xù)的液位、流速及流量、水質(zhì)數(shù)據(jù)，掌握其變化規(guī)律；可以用雷達水位計檢測，通過這些基礎數(shù)據(jù)的瞬時分析、統(tǒng)計計算等，源頭治理上形成、可視化、平臺化、信息化的治理方法，可以全面地進行系統(tǒng)現(xiàn)狀診斷與評估，為各項研究工作的開展奠定堅實的數(shù)據(jù)基礎。城市排水管網(wǎng)流量在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對城市排水管網(wǎng)中的地下水流量、水質(zhì)實時監(jiān)測，并利用監(jiān)測數(shù)據(jù)輔助排水管網(wǎng)的管理與維護。

安裝施工簡單,雷達流量計通過立桿或者橋梁安裝，無需下水作業(yè)，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,雷達流量計對于測量水深沒有要求，無論洪水期或枯水期均可穩(wěn)定運行;流量計內(nèi)部配有斷面描繪軟件，適用于多種現(xiàn)場工況的測量。隨著“河長制”的普及，政府對于城市河道，自然河道的監(jiān)測越來越重視。尤其對于河道流量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，更反應了河道兩岸及上下游生態(tài)鏈的健康情況。對于河道流量監(jiān)測，應該注意些什么呢？又應該知道哪些條件呢？目前應用為廣泛的是基于聲學原理的流量自動監(jiān)測技術，主要分為時差法多聲路超聲波流量計和超聲波多普勒流量計。此外，明渠雷達流量計在黃河下游明渠測流中應用較多。

明渠雷達流量計的工作原理：高精度雷達明渠流量計的工作原理是基于勒頻移效應的工作原理。當水流移動時，相對于流量計，使儀器發(fā)出的雷達波信號產(chǎn)生頻率偏移。頻率偏移與水流成正比。動態(tài)過水面積通過測量頻率偏移測量，然后根據(jù)測量的流量和過水面積計算。雷達明渠流量計由雷達流量計、雷達水位計和流量計算終端組成。雷達明渠測流系統(tǒng)從水力學明渠均勻流理論出發(fā)，利用雷達波以非接觸方式同步測量截面水位和水表流量。模型計算后，可獲得斷面平均流量，然后采用傳統(tǒng)流量面積法計算斷面流量和水量。

流量計算：根據(jù)雷達流量計內(nèi)置的測站渠道的橫截面幾何參數(shù)和測得的水位值，即可計算出過水斷面面積A(h)。通過雷達流量計集成的水力學模型將表面流速VL轉(zhuǎn)換為斷面平均流速Vm,即Vm=f（VL），則流量Q=A(h)×Vm雷達流量計安裝、維護方便，且干擾因素少，但是至少要注意以下問題。低流速可能測不到。規(guī)定小于0.15m/s不建議用雷達測流速，國內(nèi)低于0.30m/s不建議用雷達測流速；█要根據(jù)不同的工程現(xiàn)場（邊界條件：渠道斷面形狀、縱坡、糙率、泥沙特性等）建立表面流速與過水斷面平均流速的關系（不能一成不變），也就是說；V斷面平均=f（V水面）中的f函數(shù)是不確定的；█安裝位置應選擇水流平順（接近均勻流）的渠段，該渠段好襯砌，且長度好為20倍大水深。為什么叫廢水流量計，因為該流量計能夠使用測量廢水流量。廢水流量計就是廢水電磁流量計，目前市場上有這方面的客戶需求，所以我們單獨拿出來做一個產(chǎn)品來介紹。

發(fā)射頻率設置雷達發(fā)射頻率范圍為24.000～24.250GHz，設置發(fā)射頻率為4MHz整數(shù)倍，即24.001、24.002、24.003等頻率是設置錯誤的。備注：一般情況下使用默認頻率為佳，對于某些特定場景在同一測試點且距離較近的多個流速儀，可以通過設置不同的發(fā)射頻率來避免相互之間的頻率干擾。雷達發(fā)射功率有三種模式，分別為高功率輸出、低功率輸出、自動功率調(diào)整輸出，高功率輸出模式下雷達發(fā)射功率可達26dBm,低功率輸出模式下為20dBm，自動功率調(diào)整輸出會根據(jù)回波強度自動選擇高功率輸出還是低功率輸出，確保信號強度處于合理范圍。

測流點流速儀波束角范圍內(nèi)無雜草，樹枝等可晃動干擾物。要根據(jù)場景選取合適的安裝高度。安裝高度選擇需滿足以下：1.流速儀波束范圍盡量照射于水面。2.水面比較平靜的區(qū)域流速回波信號會比較弱，此種場景應盡量減小安裝高度以提高設備回波獲取能力。雷達照射水面區(qū)域邊界與安裝高度成正比，表3.1給出安裝高度對應的波束寬度，流速儀波束照射水面時A、B參數(shù)值（A、B、含義見圖2.2，實際安裝高度（單位米）乘以下列值即為實際對應參數(shù)。

GB/T15966-2017《水文儀器基本參數(shù)及通用技術條件》GB/T4208-2017《外殼防護等級（IP代碼）》GB/T17626.3-2016《射頻電磁場輻射抗擾度試驗》GB/T17626.2-2018《靜電放電抗擾度試驗》GB/T17626.8-2006《工頻磁場抗擾度試驗》GB/T17626.5－2019《浪涌抗騷擾度試驗》GB/T9359-2016《基本環(huán)境試驗》CW平面微帶雷達非接觸式探測，不受氣候、泥沙及漂浮物影響,易于維護，操作簡單。2.測量，數(shù)據(jù)輸出穩(wěn)定，且適用于洪水期高流速環(huán)境。3.天線發(fā)射頻率靈活可調(diào)，能有效避免多個產(chǎn)品相互干擾。4.防內(nèi)部結露、防水、防雷設計，超寬工作溫度，適用于各種嚴苛野外環(huán)境。5.獲得《水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心》檢測報告6.內(nèi)置發(fā)明信號處理算法，流速測量穩(wěn)定準確，抗干擾性強。測量原理天線波束范圍

近年來，雷達流量計在河流流量自動監(jiān)測中得到了廣泛的應用，是在中小型河流中，但在應用中仍存在一些問題，主要是雷達流量計一般安裝在岸邊，為了實際測量河流測量范圍，人為損壞，一般安裝高度在3~5m以上，一旦雷達流量計出現(xiàn)問題，維護人員需要攀爬作業(yè)，維護困難，人身也受到不同程度的影響。雷達流量計檢測監(jiān)測裝置的支撐載體通常有以下兩種形式。種是固定支架。需要將雷達流量計支撐在半空中；第二種是固定支撐和沿固定支撐上下移動的固定支撐架結構。升降臺可配備雷達流量計，方便安裝維護。該方式采用的升降傳動機構為齒輪齒條傳動機構，即在固定支撐部上布置有齒條結構，在升降臺上設置與齒條結構嚙合的齒輪結構，齒輪結構帶動升降臺在齒條結構上爬升和下降。

非接觸測量免維護,生態(tài)流量的監(jiān)測點可能位于水電站的出水渠道、水庫大壩的泄洪渠道或者天然河流的河道等。其現(xiàn)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。而雷達流量計采用非接觸式測流方式，無需接觸水體，不宜損壞，可以實現(xiàn)免維護。2.全天候多維度監(jiān)測,雷達流量計功耗低，采用太陽能供電系統(tǒng)，可以實現(xiàn)7×24小時的全天候在線監(jiān)測。一臺雷達流量計可以監(jiān)測水體的流速、水位和流量3個，同時，擴展性強，可以進一步接入視頻、風速風向、水質(zhì)、雨量等多種傳感設備進行多維度在線監(jiān)測。

雷達流量計適用于河道，灌渠，地下排水管網(wǎng)，防汛預警等場合進行非接觸式流速、水位、流量測量；該產(chǎn)品具有功耗低，體積小，性高，維護方便的特點；測量過程不受溫度，泥沙，河流污染物，水面漂浮物等因素的影響。1、微波雷達不受溫度梯度、壓力、空氣密度、風或其他氣象環(huán)境條件的影響，可全天候全天時穩(wěn)定工作。2、采用24GHz平面微帶雷達，功耗低，適于野外測量環(huán)境。非接觸式表面流速測量簡單，不受污水腐蝕，不受泥沙影響，保障人員。

公司常年經(jīng)營產(chǎn)品：雷達流量計、地下管網(wǎng)雷達流量計、流量計、明渠雷達流量計、雷達流速儀