
在現代水利監測領域,非接觸式雷達流量計監測系統正發揮著愈發關鍵的作用,為水資源管理、防洪減災等工作提供了有力的技術支持。
一、雷達流量計的工作原理
非接觸式雷達流量計主要基于高頻脈沖雷達技術來實現對水位、流速等關鍵水文數據的精準測量。它會向水面發射雷達波,這些雷達波在遇到水面后會被反射回來,雷達流量計通過精確計算發射波與反射波之間的時間差,進而確定水面到設備的距離,由此獲取水位數據。同時,依據多普勒效應原理,即當水面存在運動的物體(如水體流動中的雜質、漂浮物等)時,反射回來的雷達波頻率會發生變化,設備通過對這種頻率變化的分析可測得水流的流速。
以 24G K 波段平面雷達技術為例,其具有諸多優勢。一方面,該波段雷達波長較短,波束角小,能量集中,具備更強的抗干擾能力,能夠有效抵御周圍環境雜波的干擾,保障測量信號的清晰與穩定,從而提高測量精度和可靠性。另一方面,其工作時發射功率極低,這不僅對人體和環境無害,還有助于降低設備能耗,結合太陽能供電系統時,可更好地適應野外無人值守站點的長期穩定運行需求。
二、系統組成
雷達流量計 :作為核心測量設備,負責實時、精準地獲取水位、流速數據,并能適應復雜水環境,不受污水腐蝕、泥沙等因素的干擾。
RTU 遙測終端機 :就像整個監測系統的大腦與神經中樞,它連接著雷達流量計,通過 RS485 接口接收測量數據。同時,具備強大的通信功能,可以利用 GPRS、3G、4G、北斗等多種通信方式,將數據穩定、可靠地傳輸至中心監測管理平臺。而且支持遠程配置、升級、重啟等維護操作,方便管理人員對設備進行管控。
供電系統 :考慮到野外實際條件,太陽能供電是常見且優選的方式之一。由太陽能電池板、免維護蓄電池等組成,為雷達流量計、RTU 遙測終端機等設備持續供電,保障系統 24 小時不間斷運行。
安裝支架及防護設施 :包括噴塑機柜、安裝支架、避雷器等。噴塑機柜能為設備提供良好的防護,抵御外界惡劣天氣及物理損壞;安裝支架則確保雷達流量計、遙測終端機等設備能按照合適的角度和位置進行安裝,以獲取最佳測量效果;避雷器可有效防止雷擊對設備造成的損害,保障系統穩定運行。

三、系統功能與特點
實時監測與數據傳輸 :能夠實時采集水位、流速等數據,并借助無線通信網絡,第一時間將這些數據傳輸至中心監測管理平臺,供管理人員及時查看、分析,以便快速掌握最新的水文動態。
多模式工作與靈活配置 :具備指令采集和間隔采集兩種工作模式,還支持實時在線以及定時喚醒等工作方式,管理人員可以根據不同的監測需求和場景靈活設置設備的工作參數,如采集頻率、數據傳輸周期等,實現精準監測與高效管理。
大容量存儲與數據安全 :自帶 flash 存儲以及可擴展的 TF 卡存儲功能,能永久存儲歷史數據且掉電不丟失,保證了數據的完整性與可追溯性,為后續的水文分析、趨勢預測等工作提供了充分的數據支持。
多種通信方式保障數據傳輸可靠性 :除了常見的 GPRS、3G、4G 等通信方式外,還配備北斗通訊模塊作為備用鏈路。在遇到突發情況,如運營商網絡信號中斷時,北斗通信可及時啟用,確保監測數據依然能夠正常回傳,避免數據丟失,保障數據傳輸的連續性與可靠性。
遠程管理與維護便捷 :支持遠程配置、遠程升級、遠程重啟等遠程維護功能,大大減少了人工現場維護的工作量與成本。管理人員無需親臨現場,就能對設備進行參數調整、軟件更新等操作,提高了維護效率,尤其適用于分布在偏遠地區的監測站點。
四、應用領域
河道水位監測 :在各大中小河流中廣泛應用,實時監測河道水位變化,結合氣象數據,為洪水預警提供及時、準確的依據,幫助相關部門提前做好防洪部署,保障沿岸人民生命財產安全。
城市內河與景觀水監測 :針對城市內河河道景觀水水位進行監測,搭配氣象數據,可實現溢水漫堤的提前預警。在暴雨天氣下,能精準監控易淹沒交通要道處的水位,為城市防汛排澇工作提供決策支持,減輕內澇對城市交通、居民生活的影響。同時,在非汛期也能為景觀水的合理調度、水體景觀維護等提供數據參考。
水庫水位調控與安全監控 :安裝在水庫周邊,實時掌握水庫水位動態,輔助水庫管理部門進行科學的蓄水、放水調度,保障水庫運行安全,實現水資源的合理利用,確保下游地區的用水需求與防洪安全。

非接觸式雷達流量計監測系統憑借其先進的技術原理、完善的系統功能與便捷的應用特性,在水利監測領域大放異彩,為守護水利安全、實現水資源可持續利用貢獻著重要的力量,隨著技術的不斷進步,其應用范圍與性能表現還將持續拓展與優化。
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