一、设备개요
雷达波在线测流系统是以雷达流速仪为센서,根据断面测速垂线布设要求,在断面安装一个或多个雷达波流速仪,在控制单元的控制下,自动完成各条垂线流速测量、断面流量계산、데이터分析、报表출력等功能的全自动流量在线监测系统。

系统安装示意图
二、系统构成
- 雷达波流速仪
本系统采用多普勒雷达센서,可对河流、泥浆、污水等表面流速进行测量,测量精度高、体积小、重量轻、功耗低,不受污水腐蚀、不受泥沙影响、保障人员安全等优点。
- 水位计
此外本系统还可对接浮子式数位计、气泡式水位计、雷达水位计,为流量계산提供水位데이터。
- 控制单元
包括系统제어기、GPRS(4G)통신模块、流量계산单元等。其主要功能是完成与平台软件的통신、控制雷达波流速仪工作、采集水位데이터、进行流量계산,并完成流量데이터的存储和보내기。
- 전원 공급单元
包括太阳能电池板(市电)、太阳能제어기(开关电源)、蓄电池等,为系统工作提전원 공급源。
- 缆道(支架)
包括支架立柱(缆道)、防雷接地等。
- 平台软件
包括用户权限管理模块、站点管理模块、测流계산模块、데이터报表模块等。主要完成站点管理、测流데이터处理及相关통계分析功能。
- 设备安装
1、安装选址
(1)选点原则
A.水流相对集中、无回水、无紊流等;
B.수문条件良好同时具有一定的代表性并能避开漂浮物影响;
C.周围无高大建筑物,确保信号顺畅;
D.仪器和配套设备离地较高,提高系统的安全스케일 계수;
E.探头安装牢固稳定;
F.施工力求美观大方,质量可靠;
(2)断面选择
选择顺直的河段,尽量避开弯道或交叉点,河段顺直길이最好是河宽的三倍。

(3)安装位置的选择
测点位置具有代表性,最好是选择中泓位置;避开水面突起的随风摆动的植物。
2.安装角度
仪器垂直角(55-60度),水平安装时,水平角±1度。


余弦效应导致雷达设备显示的速度低于实际水面速度。当目标路径(水流方向)与雷达天线不平行时即会出现这种效应。

3.安装방식
雷达流速仪可以固定安装在河岸或渠壁的基座上,也可以安装在桥墩或其他建筑物的侧壁上。只要选择位置适当、安装牢固、디버깅及时,一般都能达到满意的效果。在长期项目实践过程中,根据不同的安装断面实际情况,因地制宜,主要包括以下几种安装방식:
| 安装방식 | 适用范围 | 特点 |
| 悬臂式 | 山溪性河流,岸边有自记台或小站房的站点 | 安装简便;测量快捷安全,데이터实时准确;维护量小;抗干扰能力强 |
| 桥梁式 | 日常测验断面附近有桥梁的站点 | |
| 架设龙门桥式 | 河段较窄,附近无固定安装点 |
1)悬臂式
利用悬臂支架把设备伸出水面,测量断面上指定点的水面流速,通过水面流速스케일 계수换算成垂线平均流速,再根据实测水位和借用断面데이터,계산过水面积,从而实现流量的测验。

2)固定于现有桥梁式
因地制宜安装在桥梁上,由于桥墩的阻挡,河流流场分布会存在不均匀的现象,通常需要安装多套设备进行平均流速的계산。

3)架设龙门桥式
在某些无固定安装支点或具有代表性的测流点较为复杂的断面,人工架设龙门桥可以灵活解决此类站点固定式雷达流速仪安装문제,龙门桥有助于后期系统运营维护。

4)缆道式安装
在某些无固定安装支点或具有代表性的测流点较为复杂的断面,且河道跨度大,无法使用龙门架的形式安装,缆道安装可以灵活解决此类站点固定式雷达流速仪安装문제,通过手摇绞盘移动探头到达指定位置,从而进行流量测验工作。

4.支架设计与防盗措施
根据现场情况,定制适合安装的支架。
一般情况下的支架设计(分控箱与立杆支架):


整体支架采用不锈钢材质,立杆支架表层喷塑并喷“防汛设施 法律保护 严禁破坏”等字样(喷塑颜色自定,字体采用大黑字体,字高80),太阳能朝向为正南方;分控箱材质采用不锈钢材质,表层喷塑(颜色自定),分控箱安装为防止人员破坏,需另加工延伸支架,延伸길이不低于1.2m(人员不轻易触摸到或者能直接破坏的距离),底部使用膨胀螺丝进行固定,膨胀螺丝采用M8-M10不锈钢膨胀螺丝,如现场有球机,可将球机接入系统,可随时보기设备情况,防止有人恶意破坏及偷盗设备等。


不锈钢支架安装
雷达的安装
雷达支架加工完成后安装采用膨胀螺丝固定,雷达流速仪安装于支架之上,安装角度为55°-60°之间,铺设线路均要整洁,线路연결处均要使用焊锡丝焊接,电线采用镀锌电线(符合国家표준),接入电线外均套用线管,(布设数量与位置根据断面情况而定)。

现场安装图示
四、设备安装디버깅
전원 공급系统연결
1.太阳能电池板的采用两芯的电源线进行연결。将电源线从安装筒的穿线孔穿出,열기太阳能电池板下面的的黑色塑料盒,里面有两个배선柱,右侧的배선柱为+极和双芯线的红色线缆进行연결;左侧的배선柱为—极和双芯线的白色线缆进行연결。배선时两芯电缆分别剥长20mm,折半、绞成股,塞进배선中座中常用发信部件的两배선孔,用螺钉紧固,最后用螺钉固定好黑色塑料密封盒,用密封胶做密封处理。
2.将太阳能板固定支架使用M6螺栓固定在太阳能电池板上。
3.将接好线和固定好支架的太阳能电池板固定在立杆(如果太阳能板安装在站房位置利用螺丝固定)
4.将充电제어기固定在安装底板上,按照설명书分别将太阳能电池、蓄电池、以及用电器(RTU)연결到相应的배선端子上,紧固螺丝,避免接触不良现象。
5.将蓄电池연결到充电제어기上,红线接正极,黑线接负极,연결固定好后将电池放入设备箱。
RTU设备箱线路연결
1.将整个设备箱在站房选定位置安装好(或户外立杆安装)。
2.将RTU전원 공급线缆연결到太阳能제어기的출력端子上。
3.检查确认各类线缆연결无误后열기设备箱电源开关,给设备加电。
4.设备加电自检正常后按照要求设定RTU的工作매개변수。
5.매개변수设置完成后即可进行测试工作。
水位计的接入与布线
1.根据站上采用的水位计유형,届时디버깅时需要从水位计RTU出并线引出(自装水位计一样)。
2.배선방식采用并线방식外套PVC线管,布线完成后用路面部分用混泥土缝补。
3.将水位计线路연결至设备RTU采集处배선端子上。
4.水位데이터获取测试。
데이터上传至市水情平台
在正常情况下,RTU每5分钟通过移动GPRS信道向市水情平台보내기水位프레임,流量的加测매개변수可以在RTU内设置,按照수문데이터采集依据,我们预设流量信息采集全天可以设置12组(每两个小时可以自动加测)进行加测。加测后在1分钟内通过移动的GPRS信道将데이터보내기到市水情平台수신软件和当地데이터库内,再由当地데이터수신与데이터处理,데이터库将处理的데이터转发到服务器查询和预警데이터库内,通过데이터库分析软件对수신到的测流데이터信息进行分析,最后进行平台的展示。
데이터上传至市水情平台方法
在一般情况下通过移动GPRS信道向市水情平台机보내기5分钟水位、加测时上发流量、流速데이터至市水情平台指定服务器데이터库中;目前移动GPRS可以进行多平台보내기(分发个数为5个)。
分发平台步骤:
1.需要业主方提供市水情平台指定服务器的IP주소及데이터수신的포트号;
2.现场在移动GPRS信道设置市水情平台指定服务器IP与设备포트号,以便데이터수신;
3.需要在市水情平台指定服务器上创建新的데이터库,方便데이터수신(如已经创建,需要提供服务器데이터库的用户名及密码,方便데이터接入)
4.在创建完成데이터库后,需要在指定服务器上搭建软件平台,方便业主可以及时보기相应水情데이터。
5.在搭建的平台上设置相应设备站号,观察데이터上传情况。
6.对데이터上发情况进行核对。
系统测试
主要测试设备원격 제어(备注:在클릭원격 제어버튼之前,如果没有对该站点设备进行매개변수설정,是不能正确显示站点详情信息的,此时需要首先进行매개변수설정,具体操作可参看后续매개변수설정模块操作설명),클릭加测看设备是否데이터采集正常。
系统验收
功能验收。确认固定雷达测流系统满足本项目设备기술性能指标的所有要求。
性能验收。对固定雷达测流系统的性能进行评估,包括测量的准确性、稳定性和可靠性等。
固定雷达测流系统교육大纲
| 课程主题 | 课程大纲 | 授课学时(小时) |
| 固定雷达测流系统 | (1)固定雷达测流系统基础知识:介绍设备的特点、원리、적용시나리오等。 | 1.5 |
| (2)固定雷达测流系统测流方法。基本매개변수的设定、데이터导入导出重算等 | 2 | |
| (3)固定雷达测流系统现场的基本操作,现场如何测流,手机端如何데이터보기等 | 2 | |
| (4)固定雷达测流系统整套系统的基本功能,异常데이터处理等。 | 2 | |
| (5)系统维护和保养:介绍如何正确地维护和保养固定雷达测流系统,包括定期检查、清理灰尘、更换部件等。 | 4 | |
| (6)实际操作案例分析:通过实际操作案例,分析固定雷达测流系统的적용시나리오、注意事项、데이터准确性等,以提高学员的实际操作能力和常见故障的诊断、排除和문제解决能力。 | 3 | |
| (7)课程总结和答疑:总结课程콘텐츠,解答学员疑问,并提供相应的操作指导和建议。 | 2 |

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