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一体化雷达水位流量计(ZSZL-L01)
  • 应用场景
  • 实现功能
  • 系统特点
  • 技术指标

  一体化智能物联雷达流量计ZSZL-L01(以下简称一体化雷达流量计)是一款非接触式可连续测量流速、水位、水温的一体式监测设备。它采用雷达平面微波技术,通过非接触方式测量水体的流速和水位。根据内置的流量模型算法,计算并输出瞬时断面流量及累计流量,同时可以输出流速、水位,并通过红外测温传感器测量水体表面温度,该产品可根据需要支持本地数字接口(如RS485、RS232)传输数据,本地数字接口默认采用标准 Modbus-RTU 协议;也支持蓝牙、4G、NB-IoT、以及LoRa等无线数据传输,并且能够为5G传输留有接口。
  该产品可用于明渠、河道、灌渠、地下排水管网等场合进行非水位、流量和水温测量;该产品具有功耗低、体积小巧、可靠性高、操作简单、维护方便等特点;测量过程不受温度、气压、泥沙、灰尘、河流污染物、水面漂浮物、空气等环境因素的影响。

  一体化雷达流量计的水位和流量测量采用平面微波技术,用多普勒雷达原理测量水流的表面流速,利用内置的微带雷达技术测量水位。依据流速-面积法,根据测得的水位换算出断面面积,再由表面流速结合断面参数换算出平均流速,通过建立圆形、矩形和梯形等明渠断面流速分布的经验公式,结合水力模型算法来求取流量;并采用红外测温来测量水体表面温度,是一种非接触式的,在不改变渠道、河道、管道等边界条件下准确测量水位、流量和水温的测量仪器。
水位测量
  雷达水位探头采用脉冲相参雷达(PCR)技术,微带平面天线发射极窄的微波脉冲,遇到被测物质表面,其部分能量被反射回来,被同一天线接收,发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比。由于电磁波的传播速度极高,发射脉冲与接收脉冲的时间间隔很小,相比较传统的雷达脉冲水位计,该 60G 雷达水位计采用特殊的调制解调技术,通过脉冲相参的方法,可以精确识别发射脉冲与接收脉冲的时间间隔和相位差,大大提高了测量精度;同时采用消波算法,保证测量精度的同时也具备良好的结果稳定性。
流速测量
  雷达流速仪采用多普勒雷达测速原理,在对水面进行测速时,雷达流速传感器向水面发射微波,遇到水面后微波将被吸收、反射,反射波的一部分被流速仪探头接收,然后转换成电信号,由测量电路处理并测出多普勒频移,再通过 FFT 等信号处理算法即可计算出水体的流速。
水温测量
  任何物体只要它的温度高于绝对零度,就有热辐射向外部发射,物体温度不同,其辐射出的能量也不同,且辐射波的波长也不同,但总是包含着红外辐射在内,所以对物体自身红外辐射的测量,便能准确测定它的表面温度,这就是红外测温依据的客观基础。红外测水温的就是吸收水体表面发射的红外线,从而准确的测得水体表面温度。
  一体化雷达流量计采用一体化全封闭结构,内部由雷达传感模块、红外测温模块、信号调理模块、数据采集模块、无线传输模块等组成;全封闭结构外部提供接口用于连接供电电池(源),在现场时只需要与供电电池(源)连接即可立刻投入工作。
  一体化雷达流量计的远程无线通信支持NB-IoT无线通信数据传输;有需要的时候还应支持4G、GPRS、CDMA、和专用无线电台等其他远程无线逋信方式。无线通信天线根据现场应用情况内置/外置于一体化全封闭结构。
  一体化雷达流量计支持自报模式、应答模式和混合模式;支持数据补发功能,支持通信失败重发功能,支持对时功能。
  一体化雷达流量计的本地通信接口:支持蓝牙通信方式,为了实现设备的低功耗,该通信接口也需要通过激活才能正常等待连接。通过蓝牙通信可实现的功能应包括:参数查询/设置、实时数据查询、时钟查询与对时、设备重启、触发采集以及触发编报。
  • 1)毫米级高精度测量液位,超低盲区;
    2)自带消浪算法,数据稳定,不受水面波动和漂浮物影响;
    3)非接触、低功耗、高可靠性、免维护;
    4)供电电路防反接、防雷击保护设计;
    5)超低功耗休眠模式,快速唤醒,可适应NB-IoT物联网应用;
    6)采用非接触方式,结合断面参数计算流量,传感器和水体不接触,不受水文环境影响;
    7)多种接口方式(数字/模拟),便于接入系统;
    8)多种工作模式:周期、休眠、自动;
    9)构造紧凑、小巧,安装简单,土建量少;
    10)微型天线设计,脉冲相参雷达技术,技术领先;
    11)IP68全防水设计,浸入水中也不会损坏:
    12)远程数据通信规约遵循SL651-2014 《水文监测数据通信规约》以及满足《广东省实施〈水文监测数据通信规约〉细则》。 免维护。
  • 1)水位测量 测量范围:0~6.5m; 盲区:不大于0.2m; 分辨力:1mm(0.001m); 准确度:1级;最大允许误差±1.0cm。
    2)流速测量 测速范围:0.03~20m/s; 测速精度:0.01m/s; 测速准确度:相对误差小于等于2%。
    3)流量测量 流量测量误差≤5%; 重复性误差≤2%。
    4)水温测量 测量范围:-20℃~+100℃; 基本误差:0.2%~0.5%FS。
    5)工作电源:工作电压:3.5V~4.35V;工作电流:休眠状态<1mA,信号采集<50mA(平均),数据通信<50mA(平均)。标准配置38Ah锂亚电池,保证5年的正常使用时间。
    6)绝缘电阻:装置的电源、接地端子(或外壳)之间的绝缘电阻应不低于20MΩ。
    7)绝缘强度:装置的电源、接地端子(或外壳)之间施加500V的试验电压,保持1min应不出现击穿或飞弧现象。
    8)浪涌(冲击)抗扰度:具备GB/T 17626.5中试验等级3的防浪涌冲击能力,在发生浪涌冲击(如雷击)后数据不丢失、不失真,釆集装置正常运行。
    9)抗电磁干扰:具备满足GB/T 17626.3中试验等级1要求的防电磁干扰的能力,在发生干扰后数据不丢失、不失真, 采集装置正常运行。
    10)防雷:能承受GB/T 17626.5-2008中第5条表1试验等级的3类规定。
    11)可靠性:装置在满足正常维护条件下,其平均无故障工作时间(MTBF)大于30000h。
    12)工作环境:温度;-30℃〜+70℃;相对湿度:小于95%。
该产品已经通过水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试,水岩仪检(20191203)
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