采用创新的雷达技术来测量速度、水位和流量
2023-05-28 22:24:22, SOMMER Messtechnik GmbHSOMMER具有高性能的水流流量、水位水文、水资源、污水监测的创新多普勒雷达传感器、独特的积雪及雪水当量、气象监测技术以及用于数据管理和遥测的用户友好型系统都证明了本公司独特的创新精神。在远离任何基础设施和偏远恶劣的环境中SOMMER的设备都能实现环境参数的感知与监测系统，例如在高寒地区的环境监测气象站，都是SOMMER可靠产品与精湛技术的可靠体现。
RQ-30流量传感器
RQ30表面流速传感器应用了新一代微带平板天线，它在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状（平行四边形或三角形）的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带平板天线。
特点和优势
体积小，重量轻，低剖面，能与载体(如飞行器)共形。
电性能多样化。不同设计的微带元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整；易于得到各种极化。
易集成，能和有源器件、电路集成为统一的组件。
探测精度好，受环境影响小。
应用单传感器3维波束稀疏子带可实现多用途探测，如同时探测流速、水位、雨强。
平板微带系统发射1ns的极短微波脉冲，通过3维稀疏子带速度、距离像算法和时域信号展宽的方法，测量脉冲微波时间飞行的运行时间，并同时测量环境信号（雨），根据环境信号噪声进行DSP补偿方法计算出速度。
SOMMER RQ30采用线性极化，具有良好的抗雨雪能力。具体来说：第一，线性极化波不会受到反射的影响，因此它在反射后不会产生相位变化，不影响接收；第二，在有障碍物遮挡的情况下，在这些障碍物的背面一侧线性极化电波绕射能力比圆极化波强；第三，线性极化的极化损失较小的特点更加有利于接受。
发射频率的绕射能力：其实这就是抗雨雪干扰能力。微波波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物， 再向前传播。这种现象叫做微波的绕射。众所周知，超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。但是，信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距障碍物的距离及障碍物的大小有关，还和频率有关。频率越高，障碍物越大、越近，影响越大。相反，频率越低，障碍物越小、越远，影响越小。因此，24GHZ的频率比36GHZ的频率抗雨雪干扰能力强很多。
功耗：SOMMER RQ 30的功耗较小。RQ30采用高Q值（5000-10000）微波介质谐振震荡器为稳频元件，与耿氏效应震荡器相比，具有相噪低，频率稳定度高、易调谐、功耗低突出特点。
SOMMER RQ30自带FTT傅里叶变换功能软件，可对回波信号进行傅里叶变换，将回波信号变换到频域进行分析，它不仅反映回波信号结构特征，而且能使快速卷积、目标识别等许多算法易于实现是回波信号处理中是一种重要有效的分析手段。
SOMMER RQ30直接在主板上集成防水RS485标准接口，使用透明RS485口通讯协议，方面直接接入遥测系统。
技术参数
1、产品类型：平板雷达（最新一代）照射距离大于200米
2、测量原理：多普勒
3、适应水流方向：顺流、逆流可选
4、河流/渠道类型可选：1) 极平缓一致水面2）一般平缓河流/渠道3）一般性河流/渠道4）湍急性河流/渠道5）极湍急性河流/渠道6）飞溅性水流
5、适应气候条件：全天候工作，适合在暴雨和暴雪天气工作，无雨衰
6、控制方式：硬件触发、软件协议并行控制，自由开始、停止测量动作
7、雷达波段和频率：Ka波段；24.160 GHz8、数据采集时间：0 到240 s可调
9、测量间隔时间设定范围：工作方式1：8 s 到5 h 可调;工作方式2：外部设备硬件触发工作方式3：RS484、SDI-12口命令
10、一次测量中流速数据输出方式：1）移动平均2）去除大数平均3）最小值平均4）中值平均
11、雷达波束角：6.5°x 5.5º @ -3dB point，发射功率50毫瓦。
12、雷达垂直方向角度调整范围：30-60°（自动补偿） ，常规测流方向角：58-61度
13、垂直角度跟踪分辨率和精度：分辨率0.1°；精度1°
14、雷达水平方向角度：可以设置
15、雷达探头距离水面距离：0.5 m 到30 m（最大安装高度100米）
16、流速测量范围：0.15 m to 15 m/s水位测量：常规15米，30米或70米，26 GHz (K-Band)脉冲飞行时间测量
17、分辨率和误差：±0.02 m/s; ±1 %
18、模拟接口：4-20 mA，可接入集成水位、温度、气象、环境等其它传感器
19、数字接口：RS232；RS-232（TTL）;RS-485A; RS485B(1200 Baud --115200 Baud); SDI-12(1200 Baud)
20、传输波特率：1200-19200021、自动输出结果：流量、断面平均流速、表面实时流速、水位、信噪比、断面面积等、可设置多种通讯协议。流量精度：在断面规整流速分布一直情况下达到一类站测量精度
22、重起工作模式：1）硬重起：去除缓存内上个测次所有历史数据，以新数据开始计算当前流速；2）软重起：缓存内保留上个测次所有历史数据结合新数据开始计算当前流速；23、信号质量直接图形显示
24、自动生成不同水位级综合K值表、断面K值线、综合流速、水位、流量过程线、断面冲淤变化报警
25、断面分水位级细化慥率精确调整，将断面中不同河床质根据实际分布宽度划分开，分别根据其性质确定糙率。然后，再以他们各自对应的过水面积为权重，加权平均求出平均糙率，根据垂线所在位置糙率，加上其左、右两边高、低糙率之间通过水流梯度力产生的影响，最后用推理加实验的方法得出糙率公式。
26、RQ30D：对于复杂性断面，可由一台主机指挥另其他同类型雷达测流系统联合同步工作。RQ-Commander Modeling Software复杂不同分断面合成流量软件。
27、电 源：5.5 - 30 VDC
28、电源保护：具有电源接错和过压保护功能
29、电 流：最大130 mA（测量时）
30、休眠时：小于1mA
31、工作温度：-35℃~+60℃
32、存储温度：-40° C~ 60 °C
33、内置防雷标准：0.6 kW Ppp
34、野外防护等级：IP 68
35、抗雨干扰：在250毫米/小时雨强或更大条件下，流量数据稳定性一致性好
36、自带学习功能，在无实测数据情况下外延水位流量关系，推算流量。
应用场景
RQ-30能够对需要连续监测的河流、溪流、明渠和运河进行流量测量。由于采用非接触式雷达技术，测量设备不易受到水中的污染、碎屑或浮木的影响。此外非接触式测量保证了非常低的维护和故障安全操作，尤其是在高水位或洪水期间。
连续、地测量莱茵河水文服务固定
联邦州福拉尔贝格州（奥地利）的水文局负责莱茵河的流量测量，流量测量必须连续记录水量（水位、排放率），特别是在洪水引起的极端情况下精确确定流量。因此，需要将传感器安全安装在不会受到碎屑或浮木伤害的地方，以防止传感器损坏，安装在大桥简单且经济高效以及启动的可能性是对测量系统的进一步的重要要求。
排放雷达传感器RQ-30测量莱茵河的速度和水位-非接触式，因此免维护，并自动计算以m³/s为单位的电流排放。该系统安装在莱茵河上方的Hoechst村主桥的底部，在那里可以免受高水和洪水的影响。RQ-30安装简单，是一款坚固可靠的放电测量仪器。因此，即使是极端事件，例如2005年上百年一遇的洪水，也可以获得准确的流量数据。
RQ-30在操作启动后立即可用，无需耗时活动即可获得评级曲线，通过连续收集速度和水位值并计算测量现场的流量，可以分析水位与流量（h/Q）和速度与水位（v/h）的关系。此外，河床的变化可以从这些关系的变化中推断出来，然后可以相应地修改放电率。因此，通过连续监测流速，可以精确量化排放率。
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