一種雷達(dá)式明渠流量計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種雷達(dá)式明渠流量計(jì)，包括量水堰槽，量水堰槽上設(shè)有檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置包括圓形罩殼，罩殼內(nèi)設(shè)有雷達(dá)傳感器，罩殼底部通過(guò)連桿連接有弧形板，弧形板的下方設(shè)有校正棒。本實(shí)用新型具有精度高、不受到環(huán)境溫度壓力濕度等因素的影響、可以穿透泡沫與粉塵、煙霧測(cè)量到真實(shí)液面的效果，可以有效提高測(cè)量精度，增加穩(wěn)定性。避免超聲波式明渠流量計(jì)受到氣壓、環(huán)境溫度、濕度、液面泡沫、雜散聲源等干擾的影響，利用雷達(dá)波的特性從根本上克服超聲波測(cè)量時(shí)的致命缺陷。
【專利說(shuō)明】一種雷達(dá)式明渠流量計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種液體液位測(cè)量?jī)x器，具體的說(shuō)是一種以液位確定瞬時(shí)流量的雷達(dá)式明渠流量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]明渠流量計(jì)的主要用途是測(cè)量液位，如蓄水池、河流的水位；與量水堰槽配用，測(cè)量明渠內(nèi)水的流量，如農(nóng)村灌渠測(cè)量、企事業(yè)單位的污水排放計(jì)量。
[0003]目前明渠流量計(jì)主要使用超聲波液位計(jì)作為傳感器，傳感器不與被測(cè)液體接觸，可以避免沾污和腐蝕。在污水、腐蝕性液體、野外等惡劣條件下使用，比其他接觸式的儀表，具有更高的可靠性。超聲波明渠流量計(jì)用于測(cè)流量時(shí)，必需與標(biāo)準(zhǔn)量水堰槽配用。量水堰槽的作用是把明渠內(nèi)的流量轉(zhuǎn)成液位。從直觀上看，流通順暢的明渠內(nèi)，水的流量越大，液位被擠得越高；流量越小，液位越低。普通明渠內(nèi)液體流量與液位之間成對(duì)應(yīng)關(guān)系，受渠道的坡降比及渠道內(nèi)表面的粗糙度影響。在明渠內(nèi)安裝量水堰槽，產(chǎn)生節(jié)流作用，使明渠內(nèi)的流量與液位有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系主要取決于量水堰槽的構(gòu)造尺寸，渠道影響減至最小。超聲波流量計(jì)測(cè)量液位，再根據(jù)相應(yīng)量水堰槽的水位一流量對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算出流量。
[0004]然而，超聲波式明渠流量計(jì)容易受到氣壓、環(huán)境溫度、濕度、液面泡沫、雜散聲源等干擾的影響。特別是在工礦企業(yè)廢水排放時(shí)，其中成分復(fù)雜，液體表面有泡沫，波動(dòng)大。在這些惡劣的環(huán)境下，超聲波很容易丟波少波，出現(xiàn)無(wú)回波的現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)甚至無(wú)法測(cè)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是要克服這些技術(shù)缺陷，提供一種雷達(dá)式明渠流量計(jì)，可以有效提高測(cè)量精度，增加穩(wěn)定性。
[0006]本實(shí)用新型解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:一種雷達(dá)式明渠流量計(jì)，包括量水堰槽，量水堰槽上設(shè)有檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置包括圓形罩殼，罩殼內(nèi)設(shè)有雷達(dá)傳感器，罩殼底部通過(guò)連桿連接有弧板，弧板的下方設(shè)有校正棒，雷達(dá)屬于電磁波，常用于高度、緯度、方向的測(cè)量。與光、X射線、Gamma射線屬于同一類，與超聲波不屬于同一類。雷達(dá)波的頻率為(f 60) GHz，波長(zhǎng)為(0.5?30) cm。波長(zhǎng)=光速/頻率，光在空氣中的速度為3xl08m/s。雷達(dá)波由發(fā)射器發(fā)射信號(hào)后遇到液面被反射同時(shí)衰減，液面反射的信號(hào)被雷達(dá)予以測(cè)量，進(jìn)而得知信號(hào)來(lái)回程所花的時(shí)間At。傳感器和液面之間的距離S= (VXAt)/2，液位的高度則為L(zhǎng)=H-S=H- (VX At)/2。由于電磁波的速度很快，測(cè)量時(shí)間At的進(jìn)度要求就很高。使用連續(xù)調(diào)頻波(FMCW)技術(shù)的雷達(dá)將測(cè)時(shí)間差變?yōu)闇y(cè)信號(hào)的頻率差，從而提高了計(jì)時(shí)的精準(zhǔn)度。
[0007]進(jìn)一步的，前述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，校正棒呈錐形，設(shè)置于弧形板的中心并穿過(guò)弧形板的中心孔，該種結(jié)構(gòu)可以使雷達(dá)式明渠流量計(jì)測(cè)量更加準(zhǔn)確，計(jì)數(shù)更加精準(zhǔn)。[0008]進(jìn)一步的，前述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，校正棒的上端穿過(guò)位于連桿中部的穿孔與雷達(dá)傳感器的探頭連接。
[0009]進(jìn)一步的，前述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，檢測(cè)裝置通過(guò)支架安裝于量水堰槽的上方，通過(guò)支架安裝可以使雷達(dá)式明渠流量計(jì)更加穩(wěn)固。
[0010]進(jìn)一步的，前述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，罩殼的下端設(shè)有底座，所述底座上設(shè)有連桿。
[0011]進(jìn)一步的，前述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，底座上與連桿銜接處設(shè)有與連桿穿孔相對(duì)應(yīng)的通孔。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型具有精度高、不受到環(huán)境溫度壓力濕度等因素的影響、可以穿透泡沫與粉塵、煙霧測(cè)量到真實(shí)液面的效果。雷達(dá)屬于電磁波，常用于高度、纟韋度、方向的測(cè)量。與光、X射線、Gamma射線屬于同一類,與超聲波不屬于同一類。雷達(dá)波的頻率為(1飛0)6取，波長(zhǎng)為(0.5?30)(:111。波長(zhǎng)=光速/頻率，光在空氣中的速度為3xl08m/s。雷達(dá)波由發(fā)射器發(fā)射信號(hào)后遇到液面被反射同時(shí)衰減，液面反射的信號(hào)被雷達(dá)予以測(cè)量，進(jìn)而得知信號(hào)來(lái)回程所花的時(shí)間At。傳感器和液面之間的距離S= (VXAt)/2，液位的高度則為L(zhǎng)=H-S=H- (VX At)/2。由于電磁波的速度很快，測(cè)量時(shí)間Λ t的進(jìn)度要求就很高。使用連續(xù)調(diào)頻波(FMCW)技術(shù)的雷達(dá)將測(cè)時(shí)間差變?yōu)闇y(cè)信號(hào)的頻率差，從而提高了計(jì)時(shí)的精準(zhǔn)度。本實(shí)用新型可以有效提高測(cè)量精度，增加穩(wěn)定性。避免超聲波式明渠流量計(jì)受到氣壓、環(huán)境溫度、濕度、液面泡沫、雜散聲源等干擾的影響，利用雷達(dá)波的特性從根本上克服超聲波測(cè)量時(shí)的致命缺陷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型的連續(xù)調(diào)頻波測(cè)量時(shí)間原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]本實(shí)用新型提供了一種雷達(dá)式明渠流量計(jì)，如圖1所示:包括安裝于待測(cè)渠道上的量水堰槽1，以及設(shè)置于量水堰槽上方的檢測(cè)裝置；該檢測(cè)裝置通過(guò)支架安裝于量水堰槽的上方，其包括圓形的罩殼2，罩殼內(nèi)部設(shè)置有雷達(dá)傳感器3，同時(shí)，罩殼的下端設(shè)有底座6，底座上設(shè)有連桿，且底座上與連桿銜接處設(shè)有與連桿穿孔相對(duì)應(yīng)的通孔，通過(guò)連桿連接有弧形板4，弧形板的下方中心點(diǎn)設(shè)有錐形的校正棒5，校正棒的上端穿過(guò)位于連桿中部的穿孔與雷達(dá)傳感器的探頭連接。
[0017]本實(shí)用新型的工作原理為:雷達(dá)波可以穿透液體表面的干擾物探測(cè)到液體表面，從而保證了測(cè)量的連續(xù)性和穩(wěn)定性，從原理上解決了超聲波的缺陷。本實(shí)用新型通過(guò)雷達(dá)傳感器內(nèi)的調(diào)制解調(diào)器將雷達(dá)波以固定的周期T從頻率fmin調(diào)整到fmax。當(dāng)雷達(dá)傳感器偵測(cè)到頻率為f0的回波時(shí)，此時(shí)發(fā)射波的頻率為fl，此時(shí)就可以得到發(fā)射波和回波的頻率差Δ f= fl- f0。從而得到精確的時(shí)間差Δ t=A f XT/( fmax- fmin)。再依據(jù)電磁波傳播的特性，S= (VXAt)/2。液位的高度L可以通過(guò)預(yù)先設(shè)定的安裝高度H得到，L=H-S=H- (VXAt)/2=H-(VXAfXT/( ffflax- fmin)/2。最終通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)量水堰槽將流量Q—液位L，從而測(cè)量準(zhǔn)確穩(wěn)定的流量。
[0018]除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雷達(dá)式明渠流量計(jì)，包括量水堰槽，所述量水堰槽的上方設(shè)有檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)裝置包括圓形罩殼，所述罩殼內(nèi)設(shè)有雷達(dá)傳感器，所述罩殼底部通過(guò)連桿連接有弧形板，所述弧形板的下方設(shè)有校正棒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，其特征在于:所述校正棒呈錐形，設(shè)置于弧形板的中心并穿過(guò)弧形板的中心孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，其特征在于:所述校正棒的上端穿過(guò)位于連桿中部的穿孔與雷達(dá)傳感器的探頭連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，其特征在于:所述檢測(cè)裝置通過(guò)支架安裝于量水堰槽的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，其特征在于:所述罩殼的下端設(shè)有底座，所述底座上設(shè)有連桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雷達(dá)式明渠流量計(jì)，其特征在于:所述底座上與連桿銜接處設(shè)有與連桿穿孔相對(duì)應(yīng)的通孔。
【文檔編號(hào)】G01F23/284GK203772327SQ201420137891
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】王喜峰 申請(qǐng)人:西尼爾(南京)過(guò)程控制有限公司