CN214426795U - 一体化雷达水位测量单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种一体化雷达水位测量单元，包括监测单元、供电单元和雷达传感器单元，监测单元和雷达传感器单元设在第一壳体内，供电单元设在第二壳体内，监测单元包括基板，基板固定在第一壳体内，基板上包括主控模块、定位模块、通信模块、充电模块，基板连接供电单元，雷达传感器单元固定在第一壳体下方，且连接基板，配合雷达传感器单元设置雷达罩，第一壳体侧面开窗口，该窗口不能穿透空气和水，窗口内设插座，该装置将低功耗测量单元，弱光太阳能供电单元和雷达传感器单元集成一体，可防止雷电或干扰信号串扰或电源反接等误操作，并实时或定时采集水位及现场图像数据，自动报送水位并推算出瞬时流量和累计流量。

Description

一体化雷达水位测量单元

技术领域

本实用新型属于电子测量技术领域，具体涉及到一种一体化雷达水位测量单元。

背景技术

随着水资源开发利用和综合管理工作的不断深入，在无人值守的岩土水文监测预警系统中，通常需要用到雷达水位计完成各种数据的采集、存贮、传输等工作，现有的雷达水位计集成有如下不足：功能较单一，产品集成化不够全面，各设备独立安装，施工复杂，体积庞大，故障率高，功耗大，通常需要配套大功率太阳能充电板进行充电，并且弱光下不进行正常的充电工作，随着通信技术的发展，现有的雷达水位计已不能满足水文监测的需求，为了满足需求，本实用新型提出一种一体化雷达水位测量单元。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于设计一种一体化雷达水位测量单元,将低功耗测量单元，弱光太阳能供电单元和雷达传感器单元集成一体，外部没有任何连线，可防止雷电或干扰信号串扰或电源反接等误操作，并实时或定时采集水位及现场图像数据，自动报送水位并推算出瞬时流量和累计流量。

为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一体化雷达水位测量单元，包括监测单元、供电单元和雷达传感器单元，监测单元和雷达传感器单元设置在第一壳体内，供电单元设置在第二壳体内，第一壳体的内边沿上设置密封条，密封条位于第一壳体和第二壳体之间，第一壳体和第二壳体通过螺钉固定。

所述的监测单元包括基板，基板通过螺钉固定在第一壳体内，所述的基板上包括主控模块、定位模块、通信模块、充电模块，所述的定位模块、通信模块均连接到主控模块，充电模块独立于基板上，不与主控模块连接，所述的基板上设置电源接口，电源接口通过排线连接到供电单元，所述的第一壳体下方中间位置设置开口，第一壳体内部垂直于开口的四个角处设置铜螺柱，铜螺柱上固定雷达传感器单元，雷达传感器单元连接到基板上，所述的第一壳体下方穿透开口设置雷达罩，雷达罩对雷达传感器单元进行封闭，所述的第一壳体侧面开设窗口，通窗口内设置插座，插座连接在基板上。

作为本实用新型进一步的描述，所述的雷达罩包括固定板和防护罩，固定板通过螺钉固定在开口处的外侧，所述的固定板内侧边沿处设置一圈硅胶圈，硅胶圈对第一壳体与固定板之间进行密封，所述的防护罩的形状设置为喇叭口状，固定板的内侧中间位置设置凹槽，喇叭口的大口端固定在凹槽内，喇叭口的小口端紧贴雷达传感器单元。

作为本实用新型进一步的描述，所述的雷达传感器单元上设置雷达传感器，所述防护罩的喇叭口小口端罩在雷达传感器上。

作为本实用新型进一步的描述，所述的防护罩上位于喇叭口的大口端外沿设置一圈凸起，凸起没入凹槽，所述的防护罩的外部套设压板，压板的四个角通过铜螺柱固定在固定板上，所述的防护罩通过压板与凸起的配合进行限位。

上述公开的技术特征，防护罩对雷达传感器进行防护，具有防水的效果，有效防止雨水在表面形成水膜。

作为本实用新型进一步的描述，所述的第一壳体侧面的窗口内设置台阶，台阶的外侧设置密封圈，所述的插座穿过密封圈，并压紧密封圈，所述插座的外部设置防尘帽，防尘帽的内部设置O型圈，O型圈配合防尘帽对插座的外端部进行密封。

上述公开的技术特征，插座为置数器接口，便于通过置数器连接到设备，并进行参数的调试和设置。

密封圈与O型圈的设置具有密封的技术效果，实现对插座及设备内部的防尘和防雨，提高设备的稳定性。

作为本实用新型进一步的描述，所述的基板上设置开关按钮，开关按钮穿过基板，且通过固定螺母固定在基板上。

作为本实用新型进一步的描述，所述的通信模块包括NB-ioT通信、4G/5G通信、蓝牙通信。

作为本实用新型进一步的描述，所述的通信模块包括数据无线传输的NB-ioT通信模块、4G/5G通信DTU模块和无线设置参数的蓝牙通信模块及485、232数字接口通信模块。

作为本实用新型进一步的描述，所述的定位模块包括GPS定位模块和GPS有源定位天线，GPS有源定位天线设置在第一壳体内部并连接在基板上。

作为本实用新型进一步的描述，所述的充电模块与电源接口和插座相连接。

作为本实用新型进一步的描述，所述的基板上还设有采样键和发送键，在调试过程中，按采样键监测单元采集数据，按发送键监测单元发送数据。

相对于现有技术，本实用新型的技术效果为：

本实用新型提供了一种一体化雷达水位测量单元，将低功耗测量单元，弱光太阳能供电单元和雷达传感器单元集成一体，集成了雷达传感器及各个模块，避免仪器外部连接导线，可防止雷电或干扰信号串扰或电源反接等误操作，并在主控模块中内置了水位流量关系曲线公式，自动计算流量，并可自动报送水位并推算出瞬时流量和累计流量，集多功能为一体，降低了产品的生产时间与成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视图；

图2为本实用新型的第一壳体内面结构视图；

图3为本实用新型的插座配合防尘帽结构视图；

图4为本实用新型的雷达罩结构分解视图；

图5为本实用新型的各模块视图。

图中，1.监测单元，11.基板，12.电源接口，13.开关按钮，14.NB卡槽，15.采样键，16.发送键，2.供电单元，3.雷达传感器单元，4.第一壳体，41.密封条，42.铜螺柱，5.第二壳体，6.雷达罩，61.固定板，62.防护罩，63.硅胶圈，64.凹槽，65.凸起，66.压板，7.插座，8.密封圈，9.防尘帽，91.O型圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述：

一体化雷达水位测量单元，参考图1-5所示，包括监测单元1、供电单元2和雷达传感器单元3，监测单元1和雷达传感器单元3设置在第一壳体4内，供电单元2设置在第二壳体5内，第一壳体4的内边沿上设置密封条41，密封条41位于第一壳体4和第二壳体5之间，第一壳体4和第二壳体5通过螺钉固定。

所述的监测单元1包括基板11，基板11通过螺钉固定在第一壳体4内，所述的基板11上包括主控模块、定位模块、通信模块、充电模块，所述的定位模块、通信模块均连接到主控模块，充电模块独立于基板11上，不与主控模块连接，所述的基板11上设置电源接口12，电源接口12通过排线连接到供电单元2，所述的第一壳体4下方中间位置设置开口，第一壳体4内部垂直于开口的四个角处设置铜螺柱42，铜螺柱42上固定雷达传感器单元3，雷达传感器单元3连接到基板11上，所述的第一壳体4下方穿透开口设置雷达罩6，雷达罩6对雷达传感器单元3进行封闭，所述的第一壳体4侧面开设窗口，该窗口可以穿透雷达波，不能穿透空气和水，窗口内设置插座7，插座7连接在基板11上。

上述公开的技术特征，供电单元采用申请号为202022283144.6公开的供电单元，采用的是小型弱光太阳能充电板和低温锂电池的结合，45AH大容量低温锂电池，采用弱光电能转换，无阳光直射的室外室外漫反射阳光仍能维持系统电能平衡补足仪器全年电能消耗，这使得该设备的安装条件变得多元和轻松。

如图4所示，所述的雷达罩6包括固定板61和防护罩62，固定板61通过螺钉固定在开口处的外侧，所述的固定板61内侧边沿处设置一圈硅胶圈63，硅胶圈63对第一壳体4与固定板61之间进行密封，所述的防护罩62的形状设置为喇叭口状，固定板61的内侧中间位置设置凹槽64，防护罩62喇叭口的大口端对应固定在凹槽64内，喇叭口的小口端紧贴雷达传感器单元3。

所述的雷达传感器单元3上设置雷达传感器，所述防护罩62的喇叭口小口端罩在雷达传感器上，防护罩62固定在固定板61与雷达传感器单元3之间。

所述的防护罩62上位于喇叭口的大口端外沿设置一圈凸起65，凸起65没入凹槽64（或者凸起65略高于凹槽64约1mm），所述的防护罩62的外部套设压板66，压板66的四个角通过铜螺柱42固定在固定板61上，所述的防护罩62通过压板66与凸起65的配合进行限位。

如图4所示，防护罩62在接近凸起65处设置平口，平口位于防护罩62喇叭口的小口端一侧，平口的设置便于压板66的安装与取下，降低压板66卡住防护罩62的情况发生。

上述公开的技术特征，防护罩62的设置对雷达传感器进行防护，具有防水的效果，有效防止雨水在表面形成水膜，同时，固定板61配合硅胶圈63的设置可以有效提高防水效果。

如图3所示，所述的第一壳体4侧面的窗口内设置台阶，台阶的外侧设置密封圈8，所述的插座7穿过密封圈8，并压紧密封圈8，所述插座7的外部设置防尘帽9，防尘帽9的内部设置O型圈91，O型圈91配合防尘帽9对插座7的外端部进行密封。

上述公开的技术特征，插座7为置数器接口，便于通过置数器连接到设备，并进行参数的调试和设置。

密封圈8与O型圈91的设置在使用过程中，通过挤压和安装具有密封的技术效果，实现对插座7及设备内部的防尘和防雨，避免雨水进入设备内部对内部的器件造成影响，提高设备的稳定性。

如图1所示，所述的基板11上设置开关按钮13，开关按钮13穿过基板11，且通过固定螺母固定在基板11上。

所述的通信模块包括数据无线传输的NB-ioT通信模块、4G/5G通信DTU模块和无线设置参数的蓝牙通信模块及485、232数字接口通信模块。

如图2所示，所述的基板11上设置NB卡槽14，NB卡槽14内设置NB卡，NB卡实现NB-ioT通信功能。

所述的定位模块包括GPS定位模块和GPS有源定位天线，GPS有源定位天线设置在第一壳体4内部并连接在基板11上。

所述的充电模块与电源接口12和插座7相连接。

如图2所示，所述的基板11上设置电源接口12，电源接口12通过排线连接到供电单元2，供电单元2对基板11上设置的各个模块进行供电；所述的基板11上还设有采样键15和发送键16，在调试过程中，按采样键15监测单元采集数据，按发送键16监测单元发送数据。

本实用新型提供了一种一体化雷达水位测量单元，将低功耗测量单元，弱光太阳能供电单元和雷达传感器单元集成一体，集成了雷达传感器及各个模块，避免仪器外部连接导线，可防止雷电或干扰信号串扰或电源反接等误操作，并在主控模块中内置了水位流量关系曲线公式，自动计算流量，并可自动报送水位并推算出瞬时流量和累计流量，集多功能为一体，降低了产品的生产时间与成本。

另外，本实用新型集传感器（雷达液位计）、采集、通信于一体，微功耗、弱补电，适合于无人区长年工作的设备，整个监测系统实现设备内板级集成，功耗非常小，省略大体积电源配置；整体密封，省略了防雨箱等附属配置，配合使用防盗设计的安装支架，可做到一般防盗；供电单元配合采用独立模块化设计，野外直接更换，便于迅速确定故障和排除故障。

本实用新型的主要功能：

1.可检测的要素：平板雷达（大量程12V输入485类型接口）、竖板雷达（小量程3V输入）、摄像头（12V输入485类型接口）；

2.具有本地蓝牙通信功能，完成参数设置和数据状态查看等功能，也可以通过蓝牙通讯，实施流量曲线关系上传；

3.气温-40℃—+80℃下整机（包括电池）均可正常工作，太阳能充电具有低温保护功能，防止电池低温充电起火和过压保护及欠压保护

4.具有GPS+北斗双定位功能；

5.所有部件全部设置在第一壳体和第二壳体内，防水等级IP68；

6.大容量数据固态存储功能，并可通过蓝牙端口自动下载；

7.在线固件更新升级；

8.信号保护：限压90V，脉冲电流5KA；

9.功耗（服务器开启+10分钟采样周期+2分钟心跳包）：

4G通信时（常开在线≤15mA；自动休眠≤6.2mA；）；

NB通信时（常开在线≤3.1mA；自动休眠≤1.8mA；）；

10.数据存储空间：>1年；

11.数据保存时间：>10年；

12.使用寿命：>10年。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一体化雷达水位测量单元，包括监测单元、供电单元和雷达传感器单元，监测单元和雷达传感器单元设置在第一壳体内，供电单元设置在第二壳体内，第一壳体的内边沿上设置密封条，密封条位于第一壳体和第二壳体之间，第一壳体和第二壳体通过螺钉固定，其特征在于：所述的监测单元包括基板，基板通过螺钉固定在第一壳体内，所述的基板上包括主控模块、定位模块、通信模块、充电模块，所述的定位模块、通信模块均连接到主控模块，充电模块独立于基板上，所述的基板上设置电源接口，电源接口通过排线连接到供电单元，所述的第一壳体下方中间位置设置开口，第一壳体内部垂直于开口的四个角处设置铜螺柱，铜螺柱上固定雷达传感器单元，雷达传感器单元连接到基板上，所述的第一壳体下方穿透开口设置雷达罩，雷达罩对雷达传感器单元进行封闭，所述的第一壳体侧面开设窗口，窗口内设置插座，插座连接在基板上。

2.根据权利要求1所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的雷达罩包括固定板和防护罩，固定板通过螺钉固定在开口处的外侧，所述的固定板内侧边沿处设置一圈硅胶圈，硅胶圈对第一壳体与固定板之间进行密封，所述的防护罩的形状设置为喇叭口状，固定板的内侧中间位置设置凹槽，喇叭口的大口端固定在凹槽内，喇叭口的小口端紧贴雷达传感器单元。

3.根据权利要求2所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的雷达传感器单元上设置雷达传感器，所述防护罩的喇叭口小口端罩在雷达传感器上。

4.根据权利要求2所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的防护罩上位于喇叭口的大口端外沿设置一圈凸起，凸起没入凹槽，所述的防护罩的外部套设压板，压板的四个角通过铜螺柱固定在固定板上，所述的防护罩通过压板与凸起的配合进行限位。

5.根据权利要求1所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的第一壳体侧面的窗口内设置台阶，台阶的外侧设置密封圈，所述的插座穿过密封圈，并压紧密封圈，所述插座的外部设置防尘帽，防尘帽的内部设置O型圈，O型圈配合防尘帽对插座的外端部进行密封。

6.根据权利要求1所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的基板上设置开关按钮，开关按钮穿过基板，且通过固定螺母固定在基板上。

7.根据权利要求1所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的通信模块包括数据无线传输的NB-ioT通信模块、4G/5G通信DTU模块和无线设置参数的蓝牙通信模块及485、232数字接口通信模块。

8.根据权利要求7所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的基板上设置NB卡槽，NB卡槽内设置NB卡，NB卡实现NB-ioT通信功能。

9.根据权利要求1所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的定位模块包括GPS定位模块和GPS有源定位天线，GPS有源定位天线设置在第一壳体内部并连接在基板上。

10.根据权利要求1所述的一体化雷达水位测量单元，其特征在于：所述的充电模块与电源接口和插座相连接。

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