專利名稱：一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水流流速測量領域，具體涉及一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速 儀高水流量測驗方式。
背景技術：
目前，河道流速測量，特別是洪水期流速測量，在水文測量現(xiàn)代化中，一直以來沒 有得到很好的解決。在中小流速測量中，目前可以采用ADCP測流儀自動測量；對于洪水過 程中的高水位、高流速洪峰過程測量，雖然在20世紀90年代，我國也研制出了固定式電波 流速儀，在實際應用中，存在的問題較多，不能完全投入生產(chǎn)運行。現(xiàn)在的洪水期流速測量 仍然還是采用原始的浮標法測量，可是，傳統(tǒng)的浮標法存在著以下弱點1、浮標經(jīng)不起風浪 及漂浮雜物的襲擊，易毀損；2、浮標制作的材料、形式、大小、粗糙程度、入水深度以及在河 流中運行的穩(wěn)定性等因素都能直接影響測流結果；3、浮標測流需要多人協(xié)作，操作起來比 較復雜，安全性低；4、流量需要人工計算；5、測量精度低等問題，對水文測量現(xiàn)代化來說是 一個技術瓶頸。
目前國內(nèi)外的流速測量集中在以下幾種方法
1、旋漿式流速儀測量流速；2、超聲波時差法流速儀測量流速；3、ADCP走航式流速 剖面儀測量流速；4、浮標法測量流速。
這幾種方法在黃河流域上均有應用，都屬于接觸式測量，但是，傳統(tǒng)上使用浮標法 測量流速的居多；但是，受河道和波浪影響比較大，適宜中小流速的測量，對于大洪水或特 大洪水，受測量方式的限制，都不能很好的適應目前的水文測量要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術問題在于提供非接觸測量、測量精度高、測量安全性高、節(jié)省 人力，提高測量效率的一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式。
基于上述目的，本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)
一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式，包括微波流速儀， 微波流速儀通過微波天線向水面發(fā)射一束微波，分成兩部分；一部分電磁波能量折射入水 中，另一小部分能量被水面反射回來，被微波天線接收，并經(jīng)圓極化混頻器產(chǎn)生與水流速度 對應的多普勒頻率信息；結合傾角傳感器測量儀器俯角信息，即可得出水流的速度。
所述的微波天線連接數(shù)據(jù)接收終端，通過通訊線纜，數(shù)據(jù)接收終端和起點距采集 器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C。
所述的所述的微波流速儀設置在纜道上。
所述的微波發(fā)射方式采用圓極化方式。
所述的微波波長采用毫米波。
本發(fā)明的有益效果是，1、耗時較短使用微波流速儀I個小時以內(nèi)就可完成。2、節(jié)省人力、工作量小，提高了測量效率微波流速儀測量時只需要一個人操作電腦，一個人開吊箱即可，熟練時一個人可以同時開吊箱和操作電腦。3、安全性高微波流速儀測量時，只需要在室內(nèi)操作即可，如果現(xiàn)場不是全自動吊箱，至多需要一個人在吊箱上控制吊箱的升降即可，安全性較高。4、測量精度高、受環(huán)境變化的影響小微波流速儀測量時，基本不受現(xiàn)場環(huán)境及人員操作的影響，設備實現(xiàn)全自動測量，所得數(shù)據(jù)精度高。


圖1為本發(fā)明的原理示意圖；具體實施方式
以下通過本發(fā)明附圖及具體圖示，進一步的闡述本發(fā)明。
如圖1所示，一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式，包括微波流速儀I，微波流速儀I通過微波天線2向水面發(fā)射約37GHZ頻率的一束微波3，分成兩部分；一部分電磁波能量折射入水中，另一小部分能量被水面反射回來，被微波天線2接收，并經(jīng)圓極化混頻器產(chǎn)生與水流速度對應的多普勒頻率信息；微波天線2連接數(shù)據(jù)接收終端5，通過通訊線纜7，數(shù)據(jù)接收終端5和起點距采集器6把數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C8。結合傾角傳感器測量儀器俯角信息，即可得出水流的速度。
在使用過程中，微波天線2接收到的信號頻率相當于發(fā)射頻率有一定的偏移，引用直接關系式為fa = |fo-fd|，其中，fa代表多普勒頻率，fo代表發(fā)射頻率，fd代表接收到的回波頻率。再者，通過微波天線2經(jīng)圓極化混頻器后輸出與水面流速成一定關系的頻率信號，其關系如下
權利要求
1.一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式，包括微波流速儀，其特征在于，微波流速儀通過微波天線向水面發(fā)射一束微波，分成兩部分；一部分電磁波能量折射入水中，另一小部分能量被水面反射回來，被微波天線接收，并經(jīng)圓極化混頻器產(chǎn)生與水流速度對應的多普勒頻率信息；結合傾角傳感器測量儀器俯角信息，即可得出水流的速度。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式，其特征在于，所述的微波天線連接數(shù)據(jù)接收終端，通過通訊線纜，數(shù)據(jù)接收終端和起點距采集器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式，其特征在于，所述的微波流速儀設置在纜道上。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式，其特征在于，所述的微波發(fā)射方式采用圓極化方式。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式，其特征在于，所述的微波波長采用毫米波。
全文摘要
本發(fā)明提供一種替代傳統(tǒng)浮標的非接觸式微波流速儀高水流量測驗方式，包括微波流速儀，微波流速儀通過微波天線向水面發(fā)射一束微波，分成兩部分；一部分電磁波能量折射入水中，另一小部分能量被水面反射回來，被微波天線接收，并經(jīng)圓極化混頻器產(chǎn)生與水流速度對應的多普勒頻率信息；結合傾角傳感器測量儀器俯角信息，即可得出水流的速度。
文檔編號G01P5/00GK103033643SQ20111029071
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權日2011年9月29日
發(fā)明者張 誠, 吳幸華, 張敦銀, 劉紅, 李慶飛, 方海軍, 宋懷勇, 孫智瑞, 賈廷勇, 劉同年, 王軍威, 孫淑慧, 任鋒, 胡心乾, 任文龍 申請人:河南安宏信息科技有限公司