CN203772327U - 一种雷达式明渠流量计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种雷达式明渠流量计，包括量水堰槽，量水堰槽上设有检测装置，检测装置包括圆形罩壳，罩壳内设有雷达传感器，罩壳底部通过连杆连接有弧形板，弧形板的下方设有校正棒。本实用新型具有精度高、不受到环境温度压力湿度等因素的影响、可以穿透泡沫与粉尘、烟雾测量到真实液面的效果，可以有效提高测量精度，增加稳定性。避免超声波式明渠流量计受到气压、环境温度、湿度、液面泡沫、杂散声源等干扰的影响，利用雷达波的特性从根本上克服超声波测量时的致命缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液体液位测量仪器，具体的说是一种以液位确定瞬时流量的雷达式明渠流量计。
背景技术
明渠流量计的主要用途是测量液位，如蓄水池、河流的水位；与量水堰槽配用，测量明渠内水的流量，如农村灌渠测量、企事业单位的污水排放计量。
目前明渠流量计主要使用超声波液位计作为传感器，传感器不与被测液体接触，可以避免沾污和腐蚀。在污水、腐蚀性液体、野外等恶劣条件下使用，比其他接触式的仪表，具有更高的可靠性。超声波明渠流量计用于测流量时，必需与标准量水堰槽配用。量水堰槽的作用是把明渠内的流量转成液位。从直观上看，流通顺畅的明渠内，水的流量越大，液位被挤得越高；流量越小，液位越低。普通明渠内液体流量与液位之间成对应关系，受渠道的坡降比及渠道内表面的粗糙度影响。在明渠内安装量水堰槽，产生节流作用，使明渠内的流量与液位有固定的对应关系。这种对应关系主要取决于量水堰槽的构造尺寸，渠道影响减至最小。超声波流量计测量液位，再根据相应量水堰槽的水位─流量对应关系计算出流量。
然而，超声波式明渠流量计容易受到气压、环境温度、湿度、液面泡沫、杂散声源等干扰的影响。特别是在工矿企业废水排放时，其中成分复杂，液体表面有泡沫，波动大。在这些恶劣的环境下，超声波很容易丢波少波，出现无回波的现象，导致测量不准甚至无法测量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题就是要克服这些技术缺陷，提供一种雷达式明渠流量计，可以有效提高测量精度，增加稳定性。
本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：一种雷达式明渠流量计，包括量水堰槽，量水堰槽上设有检测装置，检测装置包括圆形罩壳，罩壳内设有雷达传感器，罩壳底部通过连杆连接有弧板，弧板的下方设有校正棒，雷达属于电磁波，常用于高度、纬度、方向的测量。与光、X射线、Gamma射线属于同一类，与超声波不属于同一类。雷达波的频率为（1~60）GHz，波长为（0.5~30）cm。波长=光速/频率，光在空气中的速度为3x108m/s。雷达波由发射器发射信号后遇到液面被反射同时衰减，液面反射的信号被雷达予以测量，进而得知信号来回程所花的时间Δt。传感器和液面之间的距离S=（V×Δt）/2，液位的高度则为L=H-S=H-（V×Δt）/2。由于电磁波的速度很快，测量时间Δt的进度要求就很高。使用连续调频波（FMCW）技术的雷达将测时间差变为测信号的频率差，从而提高了计时的精准度。
进一步的，前述的雷达式明渠流量计，校正棒呈锥形，设置于弧形板的中心并穿过弧形板的中心孔，该种结构可以使雷达式明渠流量计测量更加准确，计数更加精准。
进一步的，前述的雷达式明渠流量计，校正棒的上端穿过位于连杆中部的穿孔与雷达传感器的探头连接。
进一步的，前述的雷达式明渠流量计，检测装置通过支架安装于量水堰槽的上方，通过支架安装可以使雷达式明渠流量计更加稳固。
进一步的，前述的雷达式明渠流量计，罩壳的下端设有底座，所述底座上设有连杆。
进一步的，前述的雷达式明渠流量计，底座上与连杆衔接处设有与连杆穿孔相对应的通孔。
本实用新型的有益效果是：本实用新型具有精度高、不受到环境温度压力湿度等因素的影响、可以穿透泡沫与粉尘、烟雾测量到真实液面的效果。雷达属于电磁波，常用于高度、纬度、方向的测量。与光、X射线、Gamma射线属于同一类，与超声波不属于同一类。雷达波的频率为（1~60）GHz，波长为（0.5~30）cm。波长=光速/频率，光在空气中的速度为3x108m/s。雷达波由发射器发射信号后遇到液面被反射同时衰减，液面反射的信号被雷达予以测量，进而得知信号来回程所花的时间Δt。传感器和液面之间的距离S=（V×Δt）/2，液位的高度则为L=H-S=H-（V×Δt）/2。由于电磁波的速度很快，测量时间Δt的进度要求就很高。使用连续调频波（FMCW）技术的雷达将测时间差变为测信号的频率差，从而提高了计时的精准度。本实用新型可以有效提高测量精度，增加稳定性。避免超声波式明渠流量计受到气压、环境温度、湿度、液面泡沫、杂散声源等干扰的影响，利用雷达波的特性从根本上克服超声波测量时的致命缺陷。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的连续调频波测量时间原理图。
具体实施方式
实施例1
本实用新型提供了一种雷达式明渠流量计，如图1所示：包括安装于待测渠道上的量水堰槽1，以及设置于量水堰槽上方的检测装置；该检测装置通过支架安装于量水堰槽的上方，其包括圆形的罩壳2，罩壳内部设置有雷达传感器3，同时，罩壳的下端设有底座6，底座上设有连杆，且底座上与连杆衔接处设有与连杆穿孔相对应的通孔，通过连杆连接有弧形板4，弧形板的下方中心点设有锥形的校正棒5，校正棒的上端穿过位于连杆中部的穿孔与雷达传感器的探头连接。
本实用新型的工作原理为：雷达波可以穿透液体表面的干扰物探测到液体表面，从而保证了测量的连续性和稳定性，从原理上解决了超声波的缺陷。本实用新型通过雷达传感器内的调制解调器将雷达波以固定的周期T从频率fmin调整到fmax。当雷达传感器侦测到频率为f0的回波时，此时发射波的频率为f1，此时就可以得到发射波和回波的频率差Δf= f1- f0。从而得到精确的时间差Δt=Δf×T/( fmax- fmin)。再依据电磁波传播的特性，S=（V×Δt）/2。液位的高度L可以通过预先设定的安装高度H得到，L=H-S=H-（V×Δt）/2=H-(V×Δf×T/( fmax- fmin)/2。最终通过标准量水堰槽将流量Q—液位L，从而测量准确稳定的流量。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种雷达式明渠流量计，包括量水堰槽，所述量水堰槽的上方设有检测装置，其特征在于：所述检测装置包括圆形罩壳，所述罩壳内设有雷达传感器，所述罩壳底部通过连杆连接有弧形板，所述弧形板的下方设有校正棒。
2.根据权利要求1所述的雷达式明渠流量计，其特征在于：所述校正棒呈锥形，设置于弧形板的中心并穿过弧形板的中心孔。
3.根据权利要求2所述的雷达式明渠流量计，其特征在于：所述校正棒的上端穿过位于连杆中部的穿孔与雷达传感器的探头连接。
4.根据权利要求1所述的雷达式明渠流量计，其特征在于：所述检测装置通过支架安装于量水堰槽的上方。
5.根据权利要求1所述的雷达式明渠流量计，其特征在于：所述罩壳的下端设有底座，所述底座上设有连杆。
6.根据权利要求5所述的雷达式明渠流量计，其特征在于：所述底座上与连杆衔接处设有与连杆穿孔相对应的通孔。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104895028A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-09-09 | 河海大学 | 一种跌水冲击式灌溉水量计量及自动闸门一体化装置 |
| CN105675074A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-06-15 | 广东伟创科技开发有限公司 | 液体流量测量方法、装置以及系统 |
| CN108593014A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-09-28 | 武汉中天恒禹信息技术有限公司 | 灌区渠道一体化自动量测水系统 |
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