RQ-30非接触式流速流量仪应用了新一代平板雷达技术,集成有两种非接触式测量的方法,分别对水表面速度和水位进行监测,并通过内置算法最终输出流量等参数。
Sommer公司的RQ-30非接触式流速流量计能够持续的测量自然河流和人工渠道的流量,集成有两种非接触式测量的方法,分别对水表面速度和水位进行监测。
非接触式 = 高可靠性 = 低维护
非接触式测量不会受到水中的泥沙和漂浮物的影响,因此系统需要的维护量非常小,并且增强了系统的可靠性,特别是在洪水的情况下。系统可以很方便的安装在桥梁,渠道的横梁,或者封闭式渠道的顶部。以前很难在水中实现安装的传统测量方式,现在可以很容易的实现。
RQ-30实际应用图
特点和优势
Ø 免维护
Ø 无需水中作业
Ø 全天候工作,保括洪水时期
Ø 低功耗,太阳能供电
Ø 具有流向检测功能
Ø 流速测量范围:0.10到15m/s(视水流情况而定)
Ø 可识别迟滞效应
Ø 测量回水情况
Ø 蓝绿藻爆发时也可测量
Ø 涨潮的河流也可以测量
Ø 自动修正安装角度
Ø 可选:4-20mA电流模拟量输出
产品原理/THEORY
流速测量采用24GHz的雷达信号,通过多普勒效应来计算流速数据。24GHz频率的雷达信号发射到水表面,一部分雷达信号被反射回去,移动的水波纹会导致频率的改变,即多普勒效应。RQ-30采集到回波信号后,进行频谱分析,进而计算出水表面的流速。发射的雷达信号需要与水面保持一定的角度,但这个角度并不需要去手工测量,仪器内部能够测量这个角度,并在进行计算流速时应用。
水位测量采用了超声波波信号,通过时差法的原理换算出水位信息。RQ-30发射一个短的脉冲,方向为与水面垂直的方向。通过发射和接收的脉冲之间的时间差,就可以计算得到测量点到水面的距离,进而可以知道水位的数值。
RQ-30流量测量原理示意图
流量Q是水流速度Vm和过水横截面积A(h)的函数,具体由以下的公式连续进行计算的:
过水横截面积A(h)是水位的函数,主要由横截面的测量点决定,Vm是水流的平均流速。
RQ-30流量计算流程图
安装
传感器可以很方便的安装在桥梁﹑渠道的横梁,或者封闭式渠道的顶部。以前很难在水中实现安装的传统测量方式,现在可以很容易实现。
选点准则
选择测量点的主要依据为:河床的属性﹑水面波动和水流情况。河床不能够改变,以保证测量的一致性;水面不能够完全平滑,水面的小波纹需要用肉眼看到;石头﹑漩涡或驻波在测量区域是应该避免的。
测量区域
依据水面波动情况的属性,RQ-30的安装高度可以从0.5米到30米。测量流速的范围在0.10和15米/秒之间。另外,流向也是可以探测的,因而RQ-30可以应用在受潮汐影响的河流中。
RQ-30测量区域示意图
RQ-30测量洪水现场图 RQ-30高架桥测量自然河流
技术参数
常规参数 | |
外型尺寸 | 338*333*154mm,具有两个抱箍可装在直径34至48mm圆管 |
重 量 | 5.4kg |
防护等级 | IP67 |
供 电 | 6~30VDC |
功 耗 | 待机模式:约1mA@12VDC; 工作状态:约140mA@12VDC |
工作温度 | -35~+60℃ |
存储温度 | -40~+60℃ |
保 护 | 过电压保护,反向电压保护,防雷保护 |
垂直角度自动补偿 | |
准确性: | +/-1° |
分辨率: | +/-0.1° |
流速测量 | |
测量范围 | 0.10~15m/s (依水流情况而定) |
准确性 | +/-0.01m/s; +/-1%FS |
分辨率 | 1mm/s |
流向辨识 | +/- |
测量耗时 | 5~240sec |
测量间隔 | 8sec至5h |
测量频率 | 24GHz(K波段) |
雷达波开角 | 12° |
距离水面高度 | 0.50~130m |
最小水波高度 | 3mm |
水位测量 | |
测量范围 | 0~15m 标准版;0~35m 扩展量程版 |
分 辨 率 | 1mm |
准 确 性 | +/-2 mm |
雷达频率 | 26GHz(K波段) |
雷达波开角 | 10° |
输出接口 | |
模拟量输出(RQ-30a) | 3个4-20mA;分别为水位,流速,流量和AUX |
通讯接口 | 接口:1x SDI-12; 1xRS485或者Modbus 速率:1.2至115.2kBd 协议:多种ASCII协议 数据:流量,流速,水位,质量参数 |