系統(tǒng)介紹
系統(tǒng)以Campbell的CR系列數(shù)據(jù)采集器為核心，搭載雷達(dá)式流速流量水位傳感器，進(jìn)行非接觸式測量，信號通過SDI接口到數(shù)據(jù)采集器上，數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，運(yùn)算，處理，存儲，實(shí)現(xiàn)智能控制可通過GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸方式，系統(tǒng)供電采用太陽能，實(shí)現(xiàn)長期不間斷野外智能監(jiān)測。
應(yīng)用領(lǐng)域
· 水文
· 監(jiān)測預(yù)警
· 水壩監(jiān)測
· 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，通過多普勒效應(yīng)來計算流速數(shù)據(jù)。 24GHz頻率的雷達(dá)信號發(fā)射到水表面，一部分雷達(dá)信號被反射回去， 移動的水波紋會導(dǎo)致頻率的改變， 即多普勒效應(yīng)。 RQ-30采集到回波信號后，進(jìn)行頻譜分析，進(jìn)而計算出水表面的流速。 發(fā)射的雷達(dá)信號需要與水面保持一定的角度， 但這個角度并不需要去手工測量，儀器內(nèi)部能夠測量這個角度， 并在進(jìn)行計算流速時應(yīng)用。水位測量采用了超聲波波信號，通過時差法的原理換算出水位信息。 RQ-30發(fā)射一個短的脈沖，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間差， 就可以計算得到測量點(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)，主要由橫截面的測量點(diǎn)決定，Vm是水流的平均流速。
技術(shù)指標(biāo)
水位
測量范圍：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°
垂直角度自動補(bǔ)償準(zhǔn)確度：±1°
垂直角度自動補(bǔ)償分辨率：±0.1°
采樣時間：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：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
300W-QX型雷達(dá)明渠流量計
300W-QX/C 型雷達(dá)波明渠流量計實(shí)現(xiàn)了非接觸式流量測量，不受泥沙、漂浮物的影響，適用于一般河道、渠道流量測量，尤其適用于高洪、急流、高含沙量、高污染的流速測量。本產(chǎn)品自動化程度高、安裝維護(hù)方便，可安裝于岸邊、橋梁固定支架上定點(diǎn)測量或鉛魚、吊箱等運(yùn)動物體上動態(tài)測量。該流量計可配合計算機(jī)、數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)仍O(shè)備組成流量自動測量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)流量遠(yuǎn)程在線監(jiān)測。
非接觸式雷達(dá)波流量計計算當(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)波流量計結(jié)合HS-7 流量測控終端可對實(shí)時檢測到的水流速度和水深變化進(jìn)行動態(tài)分析，并提供測量目標(biāo)的精準(zhǔn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，例如水位過程曲線、瞬時流速、平均流速、*小和*大流速、實(shí)時流量、累計水量等。
測流原理雷達(dá)測速和超聲波/雷達(dá)
測距抗震性能:4 g , 5g-100Hz
流速測量范圍:0.15-15m/s
防護(hù)等級:一體機(jī)IP65，分體IP68
流速測量精度:±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
水位測量范圍:雷達(dá)0.5- 20 m
工作模式:連續(xù)工作
水位測量精度: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個單端（無差分） | 6個單端
或3對差分 | 6個單端
或3對差分 | 16 個單端
或8對差分 | 28個單端
或14對差分 | 12個單端或6個差分 | 每個CR9050/CR9051E/CR9055(E):
28個單端
或14對差分 |
| 脈沖計數(shù)器 | 2個 | 2個 | 2個 | 2個 | 4個 | 16個 | 每個CR9071含12個 |
| 開關(guān)激發(fā)通道 | 2個電壓激發(fā) | 2個電壓激發(fā) | 2個電壓激發(fā) | *大16個電壓激發(fā) *大16個電流激發(fā) | 4個電壓激發(fā)
3個電流激發(fā) | *大12個電壓激發(fā) *大12個電流激發(fā) | 每個CR9060含10個
電壓激發(fā) |
| 數(shù)字控制端口 | 2個I/O | 2個I/O
或1個RS-232 接口 | 4個I/O
或2個RS-232 接口 | *大16個I/O，2 個RS232,2個RS485，8個SDI-12，8個RX/TX pair RS 232 | 3個SDM、8個I/O
或4個RS-232 | *大16個I/O，2 個RS232,2個RS485，8個SDI-12，8個RX/TX pair RS 232 | 每個CR9060含：1個SDM、8個I/O
或每個CR9071含16個I/O |
| 連續(xù)模擬輸出 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 每個CR9060含6個 |
| 通訊/數(shù)據(jù)存儲端口 | 1個RS-232 | 1個USB,1個CSI/O, 1個10/100baseT（CR310） | 1個CS I/O
1個RS-232 | 1個USB,1個CSI/O,1個MicroSD,1個10/100baseT | 1個CS I/O
1個RS-232
1個并行外圍設(shè)備 | 1個USB,1個CSI/O,1個MicroSD,1個10/100baseT | 1個CS I/O
1個RS-232
1個10M/100M 以太網(wǎng) |
| 輸入電壓范圍 | 0≤V＜2.5Vdc | -0.1 to +2.5 Vdc | ±5Vdc | ±5Vdc | ±5Vdc | ±5Vdc | ±5Vdc （CR9050或CR9051E）
±50Vdc ( CR9055(E）)
±60Vdc （CR9058E） |
| 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
轉(zhuǎn)換位數(shù) | 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）
-30~80℃（CR850） | -55~85℃ | -40~85℃ | -55~85℃ | -40~70℃ |
| 內(nèi)存（字節(jié)） | 106K （操作系統(tǒng)）
512K (數(shù)據(jù)儲存) | 10M數(shù)據(jù)存儲，2M（操作系統(tǒng)）
5M (CPU、程序保存) | 128MB閃存和4MB帶內(nèi)置供電的靜態(tài)存儲器 | 2M（操作系統(tǒng)）
4M (數(shù)據(jù)儲存、CPU、程序保存) | 2M（操作系統(tǒng)）
4M (數(shù)據(jù)儲存、CPU、程序保存) | 6M（操作系統(tǒng)）
6M (數(shù)據(jù)儲存、CPU、程序保存) | 128K （程序）
128M (數(shù)據(jù)儲存) |
| 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，無電臺)
~3(活動，無電臺) | 1.5(睡眠模式)
5(1 Hz采樣速率，無RS-232通訊)
| ~0.6(睡眠模式)
1~16(無RS-232通訊)
17~28(有RS-232通訊) | <1 (睡眠模式)
55(20HZ掃描)
25(RS-232) 48（以太網(wǎng)） | 2 (睡眠模式)
3 (1 Hz采樣速率)
10 (100 Hz采樣速率) | ~0.8 (睡眠模式)
3 (1 Hz采樣速率)
67 (20 Hz采樣速率) | 750~1000（處理)
750~4000 (模擬測量) |
| 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）
45.7×34.3×22.9（野外版機(jī)箱） |
| 重 量 | 227g（CR200X、CR295X）
272g（CR206X、CR211X、
CR216X） | 242g（CR300）；288g（CR310） | 660g | 860g | 1.6Kg（無電池） | 0.42 Kg（無電池） | ~13.6 Kg (實(shí)驗(yàn)室版)
~18 Kg (野外版)
~12 Kg (CR9000XC) |
| 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)存儲方法 | 表格 | 表格 | 表格 | 表格 | 表格 | 表格 | 表格 |
| 編程語言 | CRBasic | CRBasic | CRBasic | CRBasic | CRBasic | CRBasic | CRBasic |
| CE認(rèn)證 | CR200X、CR206X、
CR211X、CR216X | 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驗(yàn)中的應(yīng)用分析
秦福清 山西長治水文分局
基于RG30雷達(dá)流速儀的流量在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
周波 長江水利委員會水文局 長江水文技術(shù)研究中心
雷達(dá)波流速儀在我省中小河流流量測驗(yàn)中的應(yīng)用
龐雷 陜西省水文水資源勘測局
雷達(dá)波流速儀流量測驗(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
