CN216116264U - 渠道雷达流量计 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种渠道雷达流量计，包括处理器装置、雷达信号收发系统、数据采集系统以及电能控制系统，其中雷达信号收发系统设置于渠道的指定位置，用于向渠道内的渠水发射用于对渠水进行探测的探测雷达信号，并接收反射的反射雷达信号，并将所接收的反射雷达信号发射至数据采集系统；数据采集系统与雷达信号收发系统连接，用于接收反射雷达信号，根据反射雷达信号生成与渠水的水位相关的水位信号以及与渠水的流速相关的流速信号；处理器装置与数据采集系统和电能控制系统连接，用于接收数据采集系统发送的水位信号和流速信号，并根据水位信号对数据采集系统和电能控制系统进行控制。

Description

渠道雷达流量计

技术领域

本申请涉及流量监测技术领域，特别是涉及一种渠道雷达流量计。

背景技术

20世纪由于过程工业、能量计量和城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中有许多棘手的难题渴望获得解决。我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。

随着节水型社会建设的开展，保护水资源，节约水资源的意识更加深入，国家对于水资源的监控与利用更加关注。在水文监测及农业灌溉方面，关于渠道计量，现有流量计虽然已经能够完成流量监测任务，但部分流量计量设备，在实际应用过程中因采用接触式测量，流体较为混浊，造成传感设备计量不准。或因水质不同，出现流速无法准确获得的现象，需要长时间、分段进行流量标定，不仅浪费能源，而且造成监测数据繁多无重点，工作人员需要花费长时间查找目标数据，无形中增大了工作强度。再者因安装现场设备振动、偷盗等原因，造成计量数据偏差、跳变和无法监测等诸多问题。

针对上述的现有技术中存在的现有流量计在流量监测过程中，计量数据准确率低以及监测过程复杂度高的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型提供了一种渠道雷达流量计，以至少解决现有技术中存在的现有流量计在流量监测过程中，计量数据准确率低以及监测过程复杂度高的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种渠道雷达流量计，包括处理器装置、雷达信号收发系统、数据采集系统以及电能控制系统，其中雷达信号收发系统设置于渠道的指定位置，用于向渠道内的渠水发射用于对渠水进行探测的探测雷达信号，并接收反射的反射雷达信号，并将所接收的反射雷达信号发射至数据采集系统；数据采集系统与雷达信号收发系统连接，用于接收反射雷达信号，根据反射雷达信号生成与渠水的水位相关的水位信号以及与渠水的流速相关的流速信号；处理器装置与数据采集系统和电能控制系统连接，用于接收数据采集系统发送的水位信号和流速信号，并根据水位信号对数据采集系统和电能控制系统进行控制。

可选地，处理器装置包括能耗控制器以及与能耗控制器连接的处理器，其中处理器分别与数据采集系统和电能控制系统连接，并且其中能耗控制器与数据采集系统连接，用于从数据采集系统接收水位信号，并根据水位信号，向处理器发送用于控制能耗的能耗控制信号。

可选地，能耗控制器包括定时器、比较器以及计数器，其中定时器与比较器连接，用于每个预定周期向比较器发送定时信号；比较器与定时器、计数器以及数据采集系统连接，用于响应于定时信号从数据采集系统接收水位信号，并将水位信号与指定的阈值水位进行比对，并将比对结果信号发送至计数器；以及计数器与比较器和处理器连接，用于根据所接收的比对结果信号进行计数操作，并根据计数向处理器发送能耗控制信号。

可选地，渠道雷达流量计还包括与处理器连接的移动通信传输系统。

可选地，渠道雷达流量计还包括与处理器连接的振动感应系统。

可选地，渠道雷达流量计还包括与处理器连接的GPS定位系统。

可选地，渠道雷达流量计还包括与处理器连接的蓝牙配置系统。

可选地，渠道雷达流量计还包括与电能控制系统连接的电池。

可选地，渠道雷达流量计还包括与电能控制系统连接的太阳能板。

本实用新型的有益效果是：本实施例中在不需要高频率监测水位时，渠道雷达流量计通过电能控制系统，延长监测间隔时间，降低监测频率，从而降低能耗。渠道雷达流量计可同时测量水位、流速和流量，并且还可以累计流量。利用雷达测速原理，对水体的表面流速进行无接触探测，避免了传感设备计量不准的情况。并且渠道雷达流量计可利用内置的雷达水位计测量水深，通过测量水深和流速以及在设备内部设置的断面形态可以利用速度面积法计算出断面的流速，从而可以准确获得流速，不需要长时间、分段进行流量标定，降低了监测数据的复杂度，提高了工作人员的工作效率。并且渠道雷达流量计中设置的微波雷达不受温度梯度、压力、空气密度、风或其他气象环境条件的影响，同时集成了设备定位、振动监测和蓝牙配置等功能，可以实现设备的定位查找和振动校准，并且可以短距离无线配置，维护方便、使用简单。进而解决了现有技术中存在的现有流量计在流量监测过程中，计量数据准确率低以及监测过程复杂度高的技术问题。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请实施例的渠道雷达流量计的模块图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1示例性的示出了本申请实施例所述的渠道雷达流量计的模块图。参照图1所示，提供了一种渠道雷达流量计100，包括处理器装置101、雷达信号收发系统102、数据采集系统103以及电能控制系统108，其中雷达信号收发系统102设置于渠道的指定位置，用于向渠道内的渠水发射用于对渠水进行探测的探测雷达信号，并接收反射的反射雷达信号，并将所接收的反射雷达信号发射至数据采集系统103；数据采集系统103与雷达信号收发系统102连接，用于接收反射雷达信号，根据反射雷达信号生成与渠水的水位相关的水位信号以及与渠水的流速相关的流速信号；处理器装置101与数据采集系统103和电能控制系统108连接，用于接收数据采集系统103发送的水位信号和流速信号，并根据水位信号对数据采集系统103和电能控制系统108进行控制。

正如背景技术中所述，随着节水型社会建设的开展，保护水资源，节约水资源的意识更加深入，国家对于水资源的监控与利用更加关注。在水文监测及农业灌溉方面，关于渠道计量，现有流量计虽然已经能够完成流量监测任务，但部分流量计量设备，在实际应用过程中因采用接触式测量，流体较为混浊，造成传感设备计量不准。或因水质不同，出现流速无法准确获得的现象，需要长时间、分段进行流量标定，不仅浪费能源，而且造成监测数据繁多无重点，工作人员需要花费长时间查找目标数据，无形中增大了工作强度。再者因安装现场设备振动、偷盗等原因，造成计量数据偏差、跳变和无法监测等诸多问题。

针对上述的现有技术中存在的问题，参照图1所示，本实施例中在不需要高频率监测水位时，渠道雷达流量计100通过电能控制系统108，延长监测间隔时间，降低监测频率，从而降低能耗。渠道雷达流量计100可同时测量水位、流速和流量，并且还可以累计流量。利用雷达测速原理，对水体的表面流速进行无接触探测，避免了传感设备计量不准的情况。并且渠道雷达流量计100可利用内置的雷达水位计测量水深，通过测量水深和流速以及在设备内部设置的断面形态可以利用速度面积法计算出断面的流速，从而可以准确获得流速，不需要长时间、分段进行流量标定，降低了监测数据的复杂度，提高了工作人员的工作效率。并且渠道雷达流量计100中设置的微波雷达不受温度梯度、压力、空气密度、风或其他气象环境条件的影响，同时集成了设备定位、振动监测和蓝牙配置等功能，可以实现设备的定位查找和振动校准，并且可以短距离无线配置，维护方便、使用简单。进而解决了现有技术中存在的现有流量计在流量监测过程中，计量数据准确率低以及监测过程复杂度高的技术问题。

可选地，处理器装置101包括能耗控制器1011以及与能耗控制器1011连接的处理器1012，其中处理器1012分别与数据采集系统103和电能控制系统108连接，并且其中能耗控制器1011与数据采集系统103连接，用于从数据采集系统103接收水位信号，并根据水位信号，向处理器1012发送用于控制能耗的能耗控制信号。

具体地，数据采集系统103控制雷达信号收发系统102定时采集当前的水位信号和流速信号，之后数据采集系统103向能耗控制器1011发送水位信号和流速信号，能耗控制器1011接收到水位信号和流速信号后，会根据水位信号和流速信号向处理器1012发送用于控制能耗的能耗控制信号，之后处理器1012向电能控制系统108发送控制信号，从而对电能进行控制。例如数据采集系统103在连续采集水位5次为0的情况下，处理器1012对电能控制系统108进行配电控制，同时降低对流速的采集频率，处理器1012开始休眠，直到到达预定的时间，则会再次启动。当连续采集流速10次为0的状态下，降低对水位的采集频率，同时优化配电控制，处理器1012再次进行休眠，直到到达预定的时间，则会再次启动。从而实现设备整体功耗的控制。

可选地，能耗控制器1011包括定时器1013、比较器1014以及计数器1015，其中定时器1013与比较器1014连接，用于每个预定周期向比较器1014发送定时信号；比较器1014与定时器1013、计数器1015以及数据采集系统103连接，用于响应于定时信号从数据采集系统103接收水位信号，并将水位信号与指定的阈值水位进行比对，并将比对结果信号发送至计数器1015；以及计数器1015与比较器1014和处理器1012连接，用于根据所接收的比对结果信号进行计数操作，并根据计数向处理器1012发送能耗控制信号。

具体地，数据采集系统103采集到水位信号后，向比较器1014发送该水位信号，比较器1014则会将接收到的水位信号与指定的阈值水位(例如，0)进行比对，得到比对结果并发送至计数器1015。计数器1015接收到比对结果后将该比对结果与前几次的比对结果进行比较，从而进行计数。例如前两次接收到的比对结果都为0，并且此次接收到的比对结果也为0，则将比对结果为0的计为3。当连续5个比对结果都为0时，则向处理器1012发送能耗控制信号。从而本技术方案，通过对水位的比对结果进行计数，可以准确、简单地判断是否需要控制能耗。并且本技术方案中的能耗控制器1011自己就可以判断是否需要控制能耗，不需要处理器1012进行判断。

可选地，参考图1所示，渠道雷达流量计100还包括与处理器1012连接的移动通信传输系统104。从而本技术方案可以通过移动通信传输系统104发送或者接收多种信息。

可选地，参考图1所示，渠道雷达流量计100还包括与处理器1012连接的振动感应系统106。从而本技术方案通过振动感应系统106可以感应到振动，从而实现振动监测的效果。

可选地，参考图1所示，渠道雷达流量计100还包括与处理器1012连接的GPS定位系统105。从而本技术方案可以通过GPS定位系统105对渠道雷达流量计100进行精确定位。

可选地，参考图1所示，渠道雷达流量计100还包括与处理器1012连接的蓝牙配置系统107。从而本技术方案可以通过蓝牙配置系统107实现短距离无线配置。

可选地，渠道雷达流量计100还包括与电能控制系统108连接的电池109。其中电池109为内置锂电池。从而，本技术方案通过电池109向电能控制系统108持续供电，从而可以不间断的全天监测流量。

可选地，渠道雷达流量计100还包括与电能控制系统108连接的太阳能板110。从而本技术方案通过太阳能板110向电能控制系统108提供电能，节约了资源。

综上所述，本实施例中在不需要高频率监测水位时，渠道雷达流量计100通过电能控制系统108，延长监测间隔时间，降低监测频率，从而降低能耗。渠道雷达流量计100可同时测量水位、流速和流量，并且还可以累计流量。利用雷达测速原理，对水体的表面流速进行无接触探测，避免了传感设备计量不准的情况。并且渠道雷达流量计100可利用内置的雷达水位计测量水深，通过测量水深和流速以及在设备内部设置的断面形态可以利用速度面积法计算出断面的流速，从而可以准确获得流速，不需要长时间、分段进行流量标定，降低了监测数据的复杂度，提高了工作人员的工作效率。并且渠道雷达流量计100中设置的微波雷达不受温度梯度、压力、空气密度、风或其他气象环境条件的影响，同时集成了设备定位、振动监测和蓝牙配置等功能，可以实现设备的定位查找和振动校准，并且可以短距离无线配置，维护方便、使用简单。进而解决了现有技术中存在的现有流量计在流量监测过程中，计量数据准确率低以及监测过程复杂度高的技术问题。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种渠道雷达流量计(100)，其特征在于，包括处理器装置(101)、雷达信号收发系统(102)、数据采集系统(103)以及电能控制系统(108)，其中

所述雷达信号收发系统(102)设置于渠道的指定位置，用于向所述渠道内的渠水发射用于对所述渠水进行探测的探测雷达信号，并接收反射的反射雷达信号，并将所接收的反射雷达信号发射至所述数据采集系统(103)；

所述数据采集系统(103)与所述雷达信号收发系统(102)连接，用于接收所述反射雷达信号，根据所述反射雷达信号生成与所述渠水的水位相关的水位信号以及与所述渠水的流速相关的流速信号；

所述处理器装置(101)与所述数据采集系统(103)和所述电能控制系统(108)连接，用于接收所述数据采集系统(103)发送的所述水位信号和所述流速信号，并根据所述水位信号对所述数据采集系统(103)和所述电能控制系统(108)进行控制。

2.根据权利要求1所述的渠道雷达流量计(100)，其特征在于，所述处理器装置(101)包括能耗控制器(1011)以及与所述能耗控制器(1011)连接的处理器(1012)，其中所述处理器(1012)分别与所述数据采集系统(103)和所述电能控制系统(108)连接，并且其中

所述能耗控制器(1011)与所述数据采集系统(103)连接，用于从所述数据采集系统(103)接收所述水位信号，并根据所述水位信号，向所述处理器(1012)发送用于控制能耗的能耗控制信号。

3.根据权利要求2所述的渠道雷达流量计(100)，其特征在于，所述能耗控制器(1011)包括定时器(1013)、比较器(1014)以及计数器(1015)，其中

所述定时器(1013)与所述比较器(1014)连接，用于每个预定周期向所述比较器(1014)发送定时信号；

所述比较器(1014)与所述定时器(1013)、所述计数器(1015)以及所述数据采集系统(103)连接，用于响应于所述定时信号从所述数据采集系统(103)接收所述水位信号，并将所述水位信号与指定的阈值水位进行比对，并将比对结果信号发送至所述计数器(1015)；以及

所述计数器(1015)与所述比较器(1014)和所述处理器(1012)连接，用于根据所接收的比对结果信号进行计数操作，并根据计数向所述处理器(1012)发送所述能耗控制信号。

4.根据权利要求2所述的渠道雷达流量计(100)，其特征在于，还包括与所述处理器(1012)连接的移动通信传输系统(104)。

5.根据权利要求2所述的渠道雷达流量计(100)，其特征在于，还包括与所述处理器(1012)连接的振动感应系统(106)。

6.根据权利要求2所述的渠道雷达流量计(100)，其特征在于，还包括与所述处理器(1012)连接的GPS定位系统(105)。

7.根据权利要求2所述的渠道雷达流量计(100)，其特征在于，还包括与所述处理器(1012)连接的蓝牙配置系统(107)。

8.根据权利要求2所述的渠道雷达流量计(100)，其特征在于，还包括与所述电能控制系统(108)连接的电池(109)。

9.根据权利要求2所述的渠道雷达流量计(100)，其特征在于，还包括与所述电能控制系统(108)连接的太阳能板(110)。

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