移动式缆道雷达波测流监测系统科普

对于具有暴涨暴落特征的山溪性河流,洪水涨落过程中河道漂浮物较多,且大部分需要监测的河流分布广、地域宽、站点多，特别是山溪性河流汇流速度快，洪水陡涨陡落等特点，使得流量测验极为困难。此时采用常规水文缆道流速仪方式进行测流具有较大安全隐患。此外,为处理测流期间流速仪缠绕等问题又使测流历时不可控。近年来,雷达波在线测流技术已逐步成熟。本文主要介绍针对水文缆道与雷达波测流进行系统耦合,通过无线网关以及无线低功耗透传适配器实现雷达流速采集控制、实时水位获取、缆道自动行进控制的一系列监测方案。

移动在线雷达波缆道测流系统是传感器型非接触式测流系统。由简易缆道、雷达测速传感器、自动行车、测流控制器、太阳能供电系统和水位计构成；外扩可加风速风向传感器、温度传感器和雨量等。悬挂于简易缆道上的自动行车，携带雷达波测速传感器，每天定时沿缆道行走并停到指定的测流垂线上，逐一测量所有垂线后自动返回停泊点，进行自动充电。所测流速通过电台的方式发送到RTU，并和RTU采集的水位一起计算，从而得出流量。所有数据经GPRS模块发送到指定的中心站。整个过程无需人工操作，方便快捷，省时省力。

主要系统设备组成

本系统由雷达流速仪、雷达运行车、系统控制器、雷达测速控制器、在线充电箱、蓄电池、无线电台、遥测终端机、GPRS 通讯模块、水位计（浮子、气泡或雷达）和中心站平台软件等组成。

设备参数：

雷达流速仪参数：

有效距离	0~40m	测量范围	0.1~20m/s; 0.1~40m/s
测量精度	±0. 01m/s; ±1%	分辨率	0. 001m/s
供电范围	9~24V	功耗	0.5W
工作温度	-30~65℃	相对湿度	0~95% RH
通信接口	RS485(Modbus)	防护等级	IP67（最高可达 IP68）
天线	24GHz	波束角	12°
平均时长	0~99.9 s	倾角范围	0°~70°可设置
平角范围		0°~70°可设置

雷达运行车：

运行方式	双轨全自动运行	电池电压	18.5V
电池容量	＞20AH	运行功耗	＜13W
充电方式	全自动恒流恒压充电	传输距离	≥3000m5
轮距	330mm	行走误差	＜0.1％
行走速度	根据缆道长度配速	工作温度	-30~65℃
防护等级	IP45	抗风等级	8 级

控制及传输系统：

供电电压	24V	电池容量	24V100AH
工作电流	＜6mA	待机功耗	＜1mA
充电电流	＜2A	短传方式	433、zigbee、2.4G＜6mA
通讯方式		2G/3G/4G/有线以太网
存储容量	512M,可扩展	工作温度	-30~65℃

现场案例：

移动在线雷达波缆道测流系统设计遵循无人值守、简单可靠、方便维护、功能完善的原则，采用雷达波施测多条垂线测速，同步采集相应水位，按部分面积法计算流量，实现流量自动监测。系统遵循《河流流量测验规范》和《水文缆道测验规范》，成果输出符合《水文资料整编规范》，实现数据输出与整编软件无缝衔接。