技术文章

一、雷达波流速仪介绍

AMT‐200 雷达流速仪是深圳市云传物联技术有限公司推出的产品，该仪器采用了 K 波段平面微带阵列天线，能量集中，低功耗；集成了垂直角度补偿、流速平均、信号强度检测、串口通信、无线通讯等功能，非接触式雷达测流系统测速时设备不受污水腐蚀，不受泥沙影响，少受水毁影响，土建简单，便于维护，保障人员安全。不仅可用于平时环境监测，而且特别适合承担急难险重观测任务。

二、测量原理

该探头基于多普勒效应原理：当雷达波发射源与目标相对静止时，则接收频率和发射频率相等：

当发射波源位置固定，移动目标相对发射波源以速度 v 向波源方向运动时，雷达波对于移动目标来说，速度增大为C0 + V 单位时间内到达移动目标的雷达波的波长个数即接收频率为：

多普勒频移:

移动目标的运动速度:

值为正值时表示速度与发射波同向，负号则反向；移动目标的速度与频移成正比，则有：

    在对河流水面进行测速时，雷达流速探头向水面发射微波，遇到水面波浪、水泡、漂浮物（被测移动目标物）后，微波将被吸收、反射，反射波的一部分被探头接收，转换成电信号，由测量电路处理并测出多普勒频移，再根据上述原理即可计算出水体的流速。由于雷达波发射方向和水流的方向通常会有一定的角度，同时发射接收需要距离往返，故需要对上述结果进行修正，修正后的实际水流速度为（α表示雷达波垂直方向和水平方向的夹角）：

三、系统特点

1. 能胜任洪水期高流速条件下的测量

2. 具有防反接、过电压保护功能

3. 系统功耗低，一般太阳能供电即可满足测流需要

4. 多种接口方式，既有数字接口又具有模拟接口，方便接入系统

5. 无线传输功能（可选），可将数据无线传输到 1.5km 以外

6. 可独立与现在运行中的城市水情、污水、环境自动测报系统联机

7. 测速范围宽，测量距离远达 40m

8. 多种触发模式：周期、触发、查询、自动

9. 安装特别简单，土建量很少

10. 全防水设计，适合野外使用

11. 雷达流速探头可以进行周期、触发、手动触发模式的流速检测非接触、安全低损、少维护、不受泥沙影响

四、系统参数

流速测量

测量范围 0.01-20m/s

测量精度 ±0.01m/s

雷达天线 平面微带阵列式天线

雷达垂直倾斜角补偿 自动补偿

流速方向识别 双向自动识别

测量持续时间 0-180s，可设定

测量间隔 1-18000s 可调

雷达频率 24GHz（K-Band)

有效测量距离 40m

自动角度补偿

垂直角度修正范围 0-70°

准确度 ±1°

分辨率 ±0.1°

接口

数字接口 RS232RS485SDI-12(可选)

无线传输（可选） 433MHz

模拟输出 4-20mA

外壳材质 铝合金外壳

防护等级 IP67

12V 时的功耗 待机约 1mA； 测量时约 50mA

工作温度 -35℃-70℃

存储温度 -40℃-70℃

防雷 集成防雷功能

四、应用领域

1. 河道、防汛等水文测量

2. 江河、灌渠、水资源监测

3. 环保排污，地下水道管网监测

4. 城市防洪、山区暴雨性洪水监测

5. 配套无人机实现流速的测量和流速流量的转换

五、雷达波测量水体流速的系统组成

      雷达波流速测量水体流速的系统由雷达波测速传感器、数据采集传输系统、供电系统，无线通讯系统（选配）及相关安装防护措施组成；通过非接触式的雷达流速探头获得流速数据，通过有线（无线可选）方式，将流速信息输出到 RTU 或者中心站，通过中心站软件可以实时获取流速数据。

七、流速的校准和率定

      电波流速仪是利用雷达多普勒效应，用无接触式来测量河流水面流速的一种新型仪器，具有安全、快速、使用方便的特点，且不受河流中含沙量、漂浮物等影响。由于雷达测速仪与传统的转子流速仪的工作原理不同，所以两者之间存在系统偏差，在分析中首先将两者建立相关关系，找出相关系数，再利用系数校正后的雷达测速流量与转子流速仪流量进行单值关系校验和随机不确定控制分析，以达到随机误差和系统误差都在允许范围内。由于两种仪器的工作原理不同，对流速的敏感度也不同，发现两者之间的相关直线一般不通过原点，为了方便使用，可微调系数使其过原点，又能满足误差控制。

八、典型应用

软件部分

九、简介

雷达波无线测流系统是以深圳市云传物联技术有限公司AMT-200雷达测流仪仪为核心、以在线自动测量技术为依托的实时流量测量系统。可以设置测流断面和测流垂线，自动回执河道断面，设置流速系数，实现流速到流量的自动转换。

十、功能

1) 设置测流断面和测流垂线,并能自动绘制河道断面图

2) 设置左右岸边系数和浮标系数及水位流速系数及报表参数

3) 计算流速平均历时

4) 接收流速数据和输入水位数据，计算流量并生成流量计算表

5) 具有自动测量模式与人工测量模式

6) 自动从现有水位系统中提取水位,并计算出流量

十一、软件主要特点

1) 软件美观大方，具有较强的扩展性2) 开发需求来源于一线水文站,符合实际使用的操作习惯，具有人性化的操作界面

3) 报表小数位数,有效数字及各种数据符合国标要求,有效数字在计算时符合四舍六入五留双原则

4) 软件符合冗余度，时间复杂度与空间复杂度的算法原理，具有较高的质量

十二、硬件

1 2.1 计算机及配件

计算机：In 及其兼容设备，主频 500MHz 以上；内存：64MB 以上；硬盘空间：10G 以上；串行通讯接口：一个；Microsoft Mouse 或与其兼容的鼠标器；2 3.2 硬件设备AMT--200 非接触式雷达测流仪、

十三、支持软件

操作系统名称及版本号：window xp,windows 7，windouws 10；

数据库管理系统的名称及版本号：Microsoft SQL Server2000 标准版；

办公系统的名称及版本号：Microsoft Office2003 中文版、Microsoft

Excel2003 中文版。