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(cè)量，信號(hào)通過(guò)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(chǔ)，實(shí)現(xiàn)智能控制可通過(guò)GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，系統(tǒng)供電采用太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期不間斷野外智能監(jiān)測(cè)。
應(yīng)用領(lǐng)域
· 水文
· 監(jiān)測(cè)預(yù)警
· 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(guò)多普勒效應(yīng)來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(guò)載電壓保護(hù)和防雷保護(hù)
工作環(huán)境：-35~ +60℃；0-100%.R.H
300W-QX型雷達(dá)明渠流量計(jì)
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(guò)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(guò)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
或3對(duì)差分
|
6個(gè)單端
或3對(duì)差分
|
16 個(gè)單端
或8對(duì)差分
|
28個(gè)單端
或14對(duì)差分
|
12個(gè)單端或6個(gè)差分
|
每個(gè)CR9050/CR9051E/CR9055(E):
28個(gè)單端
或14對(duì)差分
|
|
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(kāi)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)
3個(gè)電流激發(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)
電壓激發(fā)
|
|
數(shù)字控制端口
|
2個(gè)I/O
|
2個(gè)I/O
或1個(gè)RS-232 接口
|
4個(gè)I/O
或2個(gè)RS-232 接口
|
*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
或4個(gè)RS-232
|
*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
或每個(gè)CR9071含16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)RS-232
|
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)RS-232
1個(gè)并行外圍設(shè)備
|
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)RS-232
1個(gè)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(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
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(chǔ)存)
|
10M數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，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(chǔ)器
|
2M（操作系統(tǒng)）
4M (數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、CPU、程序保存)
|
2M（操作系統(tǒng)）
4M (數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、CPU、程序保存)
|
6M（操作系統(tǒng)）
6M (數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、CPU、程序保存)
|
128K （程序）
128M (數(shù)據(jù)儲(chǔ)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(wú)電臺(tái))
~3(活動(dòng)，無(wú)電臺(tái))
|
1.5(睡眠模式)
5(1 Hz采樣速率，無(wú)RS-232通訊)
|
~0.6(睡眠模式)
1~16(無(wú)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(cè)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(wú)電池）
|
0.42 Kg（無(wú)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(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、
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(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
