CN206019788U - 一种微波雷达波浪水位测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微波雷达波浪水位测量装置，微波发射器通过天线发射可连续调频的发射微波信号，并通过天线接收发射微波信号遇到待测水面返回的反射微波信号；反射微波信号与发射微波信号混频生成低频信号；数据处理器采集低频信号并输出水位测量装置至待测水面的距离。本实用新型采用连续调频波测距原理测量水面起伏程度，进而得到对应的水位（潮位）、波浪特征值等参数。本实用新型采用非接触式微波测距，不接触海水，可以用于海上恶劣、复杂多变的环境，准确、安全、稳定、不需要经常维护；可以实现自动高精度测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋环境监测技术领域，具体地说，是涉及一种微波雷达波浪水位测量装置。
背景技术
目前常用的水位（潮位）测量主要有浮子式、压力式、超声波等方式。浮子式需要有专门的井筒，前期建设成本高；压力式精度低，长期测量数据有漂移；超声波因受外界环境影响，测量精度低，不满足水位（潮位）的测量要求。
常用的波浪测量有测波浮标、坐底式声学测波、坐底式压力测波、平台用超声波测波仪等。测波浮标与坐底式安装方式对于平台测量来说安装复杂，维护不方便。平台用超声波测波仪也是安装在平台上通过测量波面到传感器的距离测波的，但超声波受外界环境影响大，而且波浪有破碎时不能产生回波，大量丢失数据。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种微波雷达波浪水位测量装置，解决了现有测量装置测量精度低、受外界环境影响大的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述水位测量装置安装于待测水面上，包括：
微波发射器，用于形成可连续调频的发射微波信号；
天线，用于发射所述微波发射器形成的发射微波信号，并接收发射微波信号遇到所述待测水面返回的反射微波信号；所述反射微波信号与所述发射微波信号混频生成低频信号；
反射罩，所述反射罩罩于所述天线上，所述反射罩朝向所述待测水面，用于限定所述天线发射和接收微波的方向；
数据处理器，用于采集所述低频信号，输出所述水位测量装置至待测水面的距离。
如上所述的微波雷达波浪水位测量装置，所述装置包括用于对所述装置进行安装的安装法兰。
如上所述的微波雷达波浪水位测量装置，所述装置包括通讯模块，用于将所述数据处理器的输出结果上传至上位机。
如上所述的微波雷达波浪水位测量装置，所述装置包括安装组件。
如上所述的微波雷达波浪水位测量装置，所述安装组件包括横梁，所述装置安装于所述横梁上。
如上所述的微波雷达波浪水位测量装置，所述横梁固定于岸边平台或水上平台。
如上所述的微波雷达波浪水位测量装置，所述安装组件包括立杆/柱，所述横梁安装于所述立杆/柱上。
如上所述的微波雷达波浪水位测量装置，所述立杆/柱设置有一个或两个。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型微波雷达波浪水位测量装置的微波发射器通过天线发射可连续调频的发射微波信号，并通过天线接收发射微波信号遇到待测水面返回的反射微波信号；反射微波信号与发射微波信号混频生成低频信号；数据处理器采集低频信号并输出水位测量装置至待测水面的距离。本实用新型采用连续调频波测距原理测量水面起伏程度，进而得到对应的水位（潮位）、波浪特征值等参数。本实用新型采用非接触式微波测距，不接触海水，可以用于海上恶劣、复杂多变的环境，准确、安全、稳定、不需要经常维护；可以实现自动高精度测量。
本装置可用于岸边码头、海上平台、湖泊、水库等位置进行波浪及水位的自动高精度测量。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例的结构示意图。
图2为本实用新型具体实施例的原理框图。
图3为本实用新型第一种具体实施例的安装示意图。
图4为本实用新型第二种具体实施例的安装示意图。
图5为本实用新型第三种具体实施例的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
如图1、2所示，本实施例提出了一种微波雷达波浪水位测量装置，水位测量装置安装于待测水面上，包括：
微波发射器1，用于形成可连续调频的发射微波信号，并通过天线发射；
天线（位于反射罩2内，图中未示出），用于发射微波发射器1形成的发射微波信号，并接收发射微波信号遇到待测水面返回的反射微波信号；反射微波信号与发射微波信号混合生成低频信号；
反射罩2，反射罩2罩于天线上，反射罩2朝向待测水面，用于限定天线发射和接收微波的方向；也即，将天线发射的微波反射至待测水面方向，并收集待测水面方向反射的微波；
数据处理器，用于采集低频信号，输出水位测量装置至待测水面的距离d。
通讯模块，用于将数据处理器的输出结果上传至上位机。
微波发射器1采用FMCW（调频/连续波）体制。微波发射器1通过天线向海面发射经频率调制的微波信号，微波信号具有围绕8-11GHz连续变化的频率。当信号向下抵达水体表面并返回天线时由发射天线接收，与此时正在发射的信号混合，产生一种与水体表面距离成比例的低频信号；数据处理器对这种信号进行处理可得到水位测量装置到水面的距离。数据处理器对采集的距离数据进行处理得到对应的波浪特征值及水位（潮位）数据。数据通过通讯模块进行传输，在远端上位机上进行显示、存储、查询等功能。本实用新型每次测量均为准确的测量数值，实时性好，精度高，不会出现锁波现象。
本实施例的微波雷达波浪水位测量装置包括用于对装置进行安装的安装法兰3和安装组件，通过安装法兰3安装至安装组件上。
具体的，如图3所示，安装组件包括横梁4，微波雷达波浪水位测量装置5通过安装法兰3安装于横梁4上。横梁4固定于岸边平台或水上平台。
如图4所示，安装组件包括横梁4和立杆，微波雷达波浪水位测量装置5通过安装法兰3安装于横梁4上，横梁4安装于立杆上，立杆设置有一个。
如图5所示，安装组件包括横梁4和立柱，微波雷达波浪水位测量装置5通过安装法兰3安装于横梁4上，横梁4安装于立柱上，立柱设置有两个。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述水位测量装置安装于待测水面上，包括：
微波发射器，用于形成可连续调频的发射微波信号；
天线，用于发射所述微波发射器形成的发射微波信号，并接收发射微波信号遇到所述待测水面返回的反射微波信号；所述反射微波信号与所述发射微波信号混频生成低频信号；
反射罩，所述反射罩罩于所述天线上，所述反射罩朝向所述待测水面，用于限定所述天线发射和接收微波的方向；
数据处理器，用于采集所述低频信号，并输出所述水位测量装置至待测水面的距离。
2.根据权利要求1所述的微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述装置包括用于对所述装置进行安装的安装法兰。
3.根据权利要求1所述的微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述装置包括通讯模块，用于将所述数据处理器的输出结果上传至上位机。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述装置包括安装组件。
5.根据权利要求4所述的微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述安装组件包括横梁，所述装置安装于所述横梁上。
6.根据权利要求5所述的微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述横梁固定于岸边平台或水上平台。
7.根据权利要求5所述的微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述安装组件包括立杆/柱，所述横梁安装于所述立杆/柱上。
8.根据权利要求7所述的微波雷达波浪水位测量装置，其特征在于，所述立杆/柱设置有一个或两个。
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