雷达流量计在水文监测中的应用

　　水文监测是通过对水体的流量、流速等水文要素的观测，来研究和掌握水文变化规律，为防洪、供水、通航等工程提供可靠的依据，而流量是水文监测中最重要的一项。目前在水文监测中，一般采用常规的浮子式流速、水位计测量流量，这两种仪器在水文监测中有着广泛应用。其中浮子式流速、水位计由于受水流影响较大，测量精度不高，而且在使用过程中还要经常维护，所以其应用受到了限制。雷达流量计是一种新型流量计，具有测量精度高、量程宽、精度稳定、非接触式测量等优点，可用于水位流量的测量。在水文监测中得到了广泛应用。

　　一、工作原理

　　雷达流量计是基于多普勒效应原理设计的非接触式流量仪表，工作时，将超声波发射出去，在水中产生回波，然后超声波被反射回来，再通过测量回波的时间来计算流量。雷达流量计工作原理如图1所示。

　　由雷达流量计的测量原理可知，超声波在水中传播时，由于存在反射和散射，会产生一定的信号强度差，而这些信号强度差在经过一定的时间后会趋于稳定。因此通过测量超声波信号的时间可以得到回波信号的强度。然后通过计算回波强度和时间的比值，就可以计算出流量。雷达流量计是根据多普勒效应原理设计的非接触式流量计，其测量精度可达到0.1 mm/s。

　　二、与传统流量仪器相比

　　1、非接触式测量：雷达流量计测量时不需接触被测介质，不会对被测介质造成损坏，可在恶劣环境下长期使用;

　　2、安装方便：雷达流量计无需改变传统流量测量方式，只需在雷达流量计的顶部增加一个标准4-20 mA电流输出的信号线，将雷达波发射至被测介质中即可;

　　3、量程宽：雷达流量计能满足小流量测量及大流量测量，在一定范围内可根据具体情况进行选择;

　　4、精度高：雷达流量计具有很好的抗干扰能力，适合复杂环境下使用;

　　5、稳定性好：雷达流量计是一种非接触式的流量测量仪器，可以长期稳定工作;

　　6、可靠性强：雷达流量计具有很好的可靠性，使用寿命长。

　　三、与浮子式流速、水位计的比较

　　雷达流量计和浮子式流速计、水位计都属于非接触式测量，均可在水中工作，但两者在原理上有一定的区别。

　　浮子式流速、水位计采用的是惯性测量原理，工作时，在水中匀速运动，通过浮子沿水平方向产生一个自转和公转的速度差，来确定流速，所以测速过程中需要持续一定时间的稳流。

　　雷达流量计采用非接触测量技术，不需要做稳流工作，可以在水中匀速运动，也可以在静止状态下工作。因此，雷达流量计适合于水面静止、水下运动和有浮子的情况下使用。

　　四、系统组成

　　雷达流量计主要由探头、信号电缆、传感器本体、信号处理电路、电源部分和天线组成。通过远传设备将现场数据实时传输到监控中心，以便实现对现场情况的远程监控，还可通过数据分析对水文参数进行计算，为相关工程提供数据支持。

　　五、使用方法及注意事项

　　1.使用时先检查流量计是否完好，检查方法是将流量计置于水平位置，同时要保证流量计水平垂直放置。

　　2.连接好电缆线，然后将流量计接插件插入计算机，打开计算机电源开关，直到指示灯亮起，然后观察指示灯是否指示流量计，如果没有则表示流量计不工作。

　　3.更换传感器时，首先打开电源开关，然后用手轻轻转动传感器旋钮直至指针指向“0”的位置(若指针不在“0”的位置则表示传感器损坏)。