陣列式雷達(dá)流速儀河道流量測量解決方案

方案背景
流量資料具有極為重要的作用，涉及防洪安全、水文水利計算、水資源評價等各個方面，因此河流流量測量是水文工作的重要內(nèi)容。每年需要耗費大量的人力物力去完成測驗任務(wù)。為了減輕流量測驗工作量，長期以來，水文工作者都在尋找減少流量測驗次數(shù)的方法。
常用的方法有：采用纜道測流或者走航測驗等技術(shù)測流；研發(fā)給予水力學(xué)、水文學(xué)模型的水位推算流量的方法以實現(xiàn)水位推算流量方法；利用旋槳式流速儀對斷面多個點進行測

方案背景

流量資料具有極為重要的作用，涉及防洪安全、水文水利計算、水資源評價等各個方面，因此河流流量測量是水文工作的重要內(nèi)容。每年需要耗費大量的人力物力去完成測驗任務(wù)。為了減輕流量測驗工作量，長期以來，水文工作者都在尋找減少流量測驗次數(shù)的方法。

常用的方法有：采用纜道測流或者走航測驗等技術(shù)測流；研發(fā)給予水力學(xué)、水文學(xué)模型的水位推算流量的方法以實現(xiàn)水位推算流量方法；利用旋槳式流速儀對斷面多個點進行測流。

傳統(tǒng)的測流方法多以單次測流或者人工測流為主。測流的歷時時間長，測流的精度不高，且需要耗費水文工作人員大量的時間。

現(xiàn)提出一種陣列式雷達(dá)流速儀，可以使用在寬河道的流量監(jiān)測，其安裝簡便，可以替代人工測流。

2方案總體概述：

由于水流在不同位置的流速變化較大，故在不同的位置均布多臺流速儀，放置一臺雷達(dá)水位計，供電采用市政供電或者太陽能供電，利用遙測終端機對數(shù)據(jù)進行匯總。

（1）多普勒超聲波流量計探頭，用于測量渠道的流速、水位、水溫、流量、累計流量。利用支架固定在將設(shè)備固定在渠道上面，或者直接固定在渠道底部。

（2） 遙測終端機，用于采集本地傳感器的相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器。

（3）設(shè)備機箱，用于放置膠體蓄電池，充電器，遙測終端機等。

（4）膠體蓄電池，用于給所有設(shè)備進行供電，一般選擇12V38AH。

（5）太陽能電池板，用于給膠體蓄電池進行充電。

（6）充電器，用于給膠體蓄電池充電。

（7）立桿、避雷針、地籠，用于相應(yīng)的土建，機箱等的固定。

（8）服務(wù)器及相應(yīng)的接收軟件，用于接收和解析遙測終端機發(fā)送上來的相應(yīng)的報文，進行解析和存儲。

（9）云平臺，用戶可以通過WEB或者手機瀏覽器瀏覽各個站點的數(shù)據(jù)信息。

昌源河灌區(qū)-多普勒

產(chǎn)灌區(qū)的水改造是一項以水資源高效利用為核心的系統(tǒng)工程,涉及水資源的評估,配置,保護,利用以及科學(xué)管理等多方面，妥善解決這些問題對確保灌區(qū)水改造目標(biāo)的實現(xiàn)具有重要意義。我司專注于灌區(qū)水解決方案已經(jīng)有著成熟的系統(tǒng)和豐富的案例。

圣凱安多普勒超聲波流量計流速測量基于多普勒效應(yīng)，探頭斜向上發(fā)出一束超聲波，超聲波在流體中傳播，流體中會含有氣泡或者顆粒等雜質(zhì)（可以認(rèn)為流體中的雜質(zhì)和水流的速度一致），當(dāng)超聲波接觸到流體中的雜質(zhì)時會使反射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移Δf，多普勒頻移Δf正比于流速。通過測量多普勒頻移Δf即可測量出流體的流速。

多普超聲波流量計采用速度面積法測流，利用超聲波流速傳感器測量流速V，利用壓力式水位計測量水位H，預(yù)先在控制器設(shè)置的渠道參數(shù)，控制器可以利用水位自動換算出過流面積S，流體的流量公式為：

Q= V×S

其中V- - - -流速 S- - - -過流面積Q- - -瞬時流量

由于采用了速度面積法測流，其可以適用于任何形態(tài)的斷面。

優(yōu)點：

（1）測量精度高，流速精度可達(dá)測量流速的±1%。

（2）采用速度面積法測流，可以適用于各種形態(tài)斷面或者非規(guī)則斷面的水流量測量，不需要修建相應(yīng)的堰槽。

（3）使用簡單，只需要將設(shè)備固定在渠道里面即可完成測量。

（4）能夠測流低至2cm/s的流速，是其他流量傳感器無法實現(xiàn)的。

（5）無水頭損失，不會對水流造成阻礙。

速度面積法（多普勒超聲波流量計）

多普勒超聲波流量計在灌區(qū)的應(yīng)用方式。

1、用于水位流速曲線的校核

可以利用便攜式多普勒超聲波放置于灌區(qū)的渠道中，在上游放水的過程中，測量水位和流速、流量的變化，并生成水位流速流量表。后期計量可以直接采用超聲波水位計或者雷達(dá)式水位計進行在線監(jiān)測，并結(jié)合已有的水位流速流量關(guān)系得到當(dāng)前水位下的流量值。當(dāng)灌區(qū)的上下游渠道發(fā)生改變時需要重新測量。該方法適合于對于成本有要求，且需要大批量監(jiān)測的灌區(qū)使用。

2、用于長期在線監(jiān)測

利用多普勒超聲波流量計配合遙測終端機使用，采用市電或者太陽能供電系統(tǒng)進行供電，將流量計固定于渠道中，遙測終端機定時的采集流量計里面的數(shù)據(jù)通過GPRS遠(yuǎn)程發(fā)送到服務(wù)器中，數(shù)據(jù)可以通過WEB平臺進行查看。

整個系統(tǒng)由以下幾個方面組成：

（1）多普勒超聲波流量計探頭，用于測量渠道的流速、水位、水溫、流量、累計流量。利用支架固定在將設(shè)備固定在渠道上面，或者直接固定在渠道底部。

（2） 遙測終端機，用于采集本地傳感器的相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器。

（3）設(shè)備機箱，用于放置膠體蓄電池，充電器，遙測終端機等。

（4）膠體蓄電池，用于給所有設(shè)備進行供電，一般選擇12V38AH。

（5）太陽能電池板，用于給膠體蓄電池進行充電。

（6）充電器，用于給膠體蓄電池充電。

（7）立桿、避雷針、地籠，用于相應(yīng)的土建，機箱等的固定。

（8）服務(wù)器及相應(yīng)的接收軟件，用于接收和解析遙測終端機發(fā)送上來的相應(yīng)的報文，進行解析和存儲。

（9）云平臺，用戶可以通過WEB或者手機瀏覽器瀏覽各個站點的數(shù)據(jù)信息。

昌源河灌區(qū)-多普