一种带风速监测的雷达流量计的制作方法

本技术涉及测量，尤其是一种带风速监测的雷达流量计。

背景技术：

1、雷达流量计，是利用电磁波探测目标的电子设备。其主要作用是用来进行水利监测、污水处理和防洪预警等。水文用雷达流量计主要用来河流，水渠，灌溉等水文水利检测工作。

2、在对水资源监控管理的过程中，对河道、明渠、灌渠、地下排水管、防汛预警等场合的水流量的监测数据是决策的重要依据。相关技术中应用较多的流量计为非接触式雷达流量计，雷达流量计具有非接触，隔空探测的特点，不受温度、雾霾、泥沙、漂浮物，地形等的影响，具有较强的适应性。然而在实际应用中发现，雷达流量计容易受到环境中的风的影响。雷达流量计测量的是水表面流速，在无风条件下，能够正常测量。但是在有风条件下，风会对水的表面流速造成影响，从而使得雷达流量计测量的流速跟实际不符。

3、为此，我们提出一种带风速监测的雷达流量计。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种带风速监测的雷达流量计，通过在雷达流量计上带有超声波风速监测传感器，能够实时监测环境中风的大小和方向，风速传感器识别到风速和方向后，经过对数据的处理，雷达会根据风速对水面流速产生的影响进行抵消平滑，最终给出相对准确的实际流速。

2、本实用新型所采用的技术方案如下：

3、一种带风速监测的雷达流量计，包括：下壳；其一侧设置有斜面通孔，且在斜面通孔上安装有流速盖板；安装流速射频板，其设置于在流速盖板内侧并用于实现实际流速测量；上壳组件；其通过多个支撑柱固定于下壳的上端；多个超声波风速探头，其设置于上壳组件下端并与下壳相对；液位射频板，设置于下壳内其端面垂直向下用于测量液位深度；水平气泡仪，其设置于下壳上平面上并用于水平校准。

4、其进一步特征在于：

5、所述下壳呈直角梯形结构，其斜边的角度为45°。

6、所述流速盖板上安装有金属材质的流速压板，流速盖板、流速压板、下壳斜面上分别有孔位一致的通孔、沉孔、螺丝孔，通过螺丝将三者固定，在下壳上的斜面通孔与流速盖板的连接处设有密封圈槽，密封圈槽内设有密封圈，对应流速盖板的位置上设有压密封圈台。

7、所述上壳组件可分为上壳上盖和上壳下盖，上壳下盖上设有通孔，支撑柱穿过该通孔，用六角螺母在上壳下盖内固定，在支撑柱和上壳下盖平面之间设有密封圈；支撑柱为空心钢管，超声波风速探头的连接线穿过支撑柱到下壳内腔并连接风速电路板上。

8、所述下壳的下方底部平面上安装有与液位射频板相对的液位盖板，所述液位盖板为塑料材质，且内侧中间部位为半球形向内隆起，起到雷达透镜的作用。

9、所述液位盖板上安装有金属材质的液位压板，液位盖板、液位压板、下方底部平面上分别有孔位一致的通孔、沉孔、螺丝孔，通过螺丝将三者固定，在下壳的下方底部平面上设有密封圈槽，密封圈槽内设有密封圈，对应液位盖板的位置上设有压密封圈台。

10、所述液位射频板实现雷达测距功能，计算公式如下：

11、

12、d＝h-h

13、式中，d表示水位高度，h表示设置低位，h表示空高，fd表示中频信号频率，t表示周期，b表示带宽。

14、所述流速射频板实现雷达测速功能模块，其计算公式如下：

15、fd＝2vf0/c

16、式中，fd表示多普勒频率，v表示水面流速，f0表示载波频率。

17、所述超声波风速探头实现超声波测风速风向功能，其计算公式如下：

18、

19、式中，cor(m)表示m时刻点一组对射信号的相关度，并据此计算对射信号时延，并计算出风速，之后根据两组信号的三角函数关系计算出风向。

20、还包括主控板，主控板通过安装台固定于下壳内部，且主控板分别与超声波风速探头、流速射频板和液位射频板电性连接，实现流速测量。

21、本实用新型的有益效果如下：

22、本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过在雷达流量计上带有超声波风速监测传感器，能够实时监测环境中风的大小和方向。当风顺着水流方向吹时，水表面的流速会比实际值偏大，当风逆着水流方向吹时，水表面的流速会比实际值偏小，风速传感器识别到风速和方向后，经过对数据的处理，雷达会根据风速对水面流速产生的影响进行抵消平滑，最终给出相对准确的实际流速。经过对风速的监测和计算，雷达流量计的测量值将更加接近真实值，这个结果对于受大风影响的环境流域的监测有重大意义。

23、同时，本实用新型还具备如下优点：

24、1.本发明的流量计主体下壳为雷达流量计模块，上壳为风速仪模块。经过对数据的处理，雷达会根据风速对水面流速产生的影响进行抵消平滑，最终给出相对准确的实际流速。

25、2.风速仪模块的风速探头设计在上壳的底部，不易沉积沙尘杂物遮挡探头，雨雪冰雹等恶劣天气也不会对探头造成损伤或遮挡。探头可以全天候全气候状态下正常工作。

26、3.雷达流量计的流速盖板和液位盖板的材质为聚四氟乙烯材料，该种材料具有较低的介电常数，对于雷达波的穿透性较强和损耗较小，使得雷达发收信号性能增强。且聚四氟乙烯具有自润滑性(自清洁性)，脏污及雨水不易在其表面粘结，有效的避免了由于雨水，露水凝结产生的水滴对信号的干扰。

27、4.集成了雷达测液位、雷达测流速、超声测风速功能，能够在恶劣环境下计算准确的断面流量，内嵌水利学断面流量计算模型，流量计算结果准确。

技术特征：

1.一种带风速监测的雷达流量计，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种带风速监测的雷达流量计，其特征在于：所述下壳(6)呈直角梯形结构，其斜边的角度为45°。

3.如权利要求2所述的一种带风速监测的雷达流量计，其特征在于：所述流速盖板(14)上安装有金属材质的流速压板(15)，流速盖板(14)、流速压板(15)、下壳(6)斜面上分别有孔位一致的通孔、沉孔、螺丝孔，通过螺丝将三者固定，在下壳(6)上的斜面通孔与流速盖板(14)的连接处设有密封圈槽，密封圈槽内设有密封圈，对应流速盖板(14)的位置上设有压密封圈台。

4.如权利要求1所述的一种带风速监测的雷达流量计，其特征在于：所述上壳组件可分为上壳上盖(2)和上壳下盖(3)，上壳下盖(3)上设有通孔，支撑柱(5)穿过该通孔，用六角螺母在上壳下盖(3)内固定，在支撑柱(5)和上壳下盖(3)平面之间设有密封圈；

5.如权利要求1所述的一种带风速监测的雷达流量计，其特征在于：所述下壳(6)的下方底部平面上安装有与液位射频板(8)相对的液位盖板(10)，所述液位盖板(10)为塑料材质，且内侧中间部位为半球形向内隆起，起到雷达透镜的作用。

6.如权利要求5所述的一种带风速监测的雷达流量计，其特征在于：所述液位盖板(10)上安装有金属材质的液位压板(11)，液位盖板(10)、液位压板(11)、下方底部平面上分别有孔位一致的通孔、沉孔、螺丝孔，通过螺丝将三者固定，在下壳(6)的下方底部平面上设有密封圈槽，密封圈槽内设有密封圈，对应液位盖板(10)的位置上设有压密封圈台。

7.如权利要求1所述的一种带风速监测的雷达流量计，其特征在于：还包括主控板(7)，主控板(7)通过安装台固定于下壳(6)内部，且主控板(7)分别与超声波风速探头(4)、流速射频板(16)和液位射频板(8)电性连接，实现流速测量。

技术总结
一种带风速监测的雷达流量计，包括下壳；安装流速射频板，用于实现实际流速测量；上壳组件；其通过多个支撑柱固定于下壳的上端；多个超声波风速探头，其设置于上壳组件下端并与下壳相对；液位射频板，设置于下壳内其端面垂直向下用于测量液位深度；水平气泡仪，其设置于下壳上平面上并用于水平校准。本技术结构紧凑、合理，操作方便，通过在雷达流量计上带有超声波风速监测传感器，能够实时监测环境中风的大小和方向，风速传感器识别到风速和方向后，经过对数据的处理，雷达会根据风速对水面流速产生的影响进行抵消平滑，最终给出相对准确的实际流速。经过对风速的监测和计算，雷达流量计的测量值将更加接近真实值。

技术研发人员：曹强,许辉,胡国俊
受保护的技术使用者：智驰华芯（无锡）传感科技有限公司
技术研发日：20230713
技术公布日：2024/4/17