Innovative Radartechnologie zur Messung von Geschwindigkeit, Wasserstand und Durchfluss
2023-05-28 22:24:22, SOMMER Messtechnik GmbHSOMMERs innovative Doppler-Radarsensoren mit hoher Leistung für Wasserdurchfluss, Wasserstands-Hydrologie, Wasserressourcen, Abwasserüberwachung, einzigartige Schnee- und Schneewasseräquivalente, meteorologische Überwachungstechnologie und benutzerfreundliche Systeme für Datenmanagement und Telemetrie sind ein Beweis für den einzigartigen Innovationsgeist des Unternehmens. Die Geräte von SOMMER ermöglichen Mess- und Überwachungssysteme für Umweltparameter fernab jeglicher Infrastruktur und in abgelegenen und rauen Umgebungen, wie z.B. Wetterstationen für die Umweltüberwachung in alpinen Regionen, sind ein verlässliches Beispiel für die zuverlässigen Produkte und die herausragende Technologie von SOMMER.
RQ-30 Durchflusssensor
Der Oberflächen-Durchflusssensor RQ30 verwendet eine neue Generation von Mikrostreifen-Flachantennen, die eine dünne dielektrische Basis (z. B. Teflon-Glasfaserlaminat) mit einer dünnen Metallschicht auf einer Seite als Erdungsplatte und einen Metallfleck einer bestimmten Form (Parallelogramm oder Dreieck), der durch fotolithografisches Ätzen hergestellt wurde, auf der anderen Seite haben, der über Mikrostreifenleitungen und axiale Sonden an den Fleck, der die Mikrostreifen-Flachantenne ausmacht, angeschlossen ist.
Merkmale und Vorteile
Geringe Größe, geringes Gewicht, niedriges Profil, kann mit Trägern (z. B. Flugzeugen) konform sein.
Vielfältige elektrische Eigenschaften. Verschiedene Designs von Mikrostreifenelementen mit maximaler Strahlungsrichtung, die von der Seite bis zum Endschussbereich eingestellt werden kann; leicht zu erhaltende verschiedene Polarisationen.
Einfach zu integrieren, kann mit aktiven Geräten und Schaltungen als einheitliche Baugruppe integriert werden.
Gute Erfassungsgenauigkeit und geringe Beeinflussung durch die Umgebung.
Die Anwendung eines einzigen Sensors mit 3-dimensionalen Strahlen und spärlichen Teilbändern ermöglicht eine vielseitige Erfassung, z. B. die gleichzeitige Erfassung von Fließgeschwindigkeit, Wasserstand und Regenintensität.
Das flache Mikrostreifensystem sendet einen sehr kurzen Mikrowellenpuls von 1ns aus und misst die Laufzeit der gepulsten Mikrowellenlaufzeit mit Hilfe eines 3-dimensionalen sparse subband velocity and distance like algorithm und time domain signal spreading, und misst gleichzeitig das Umgebungssignal (Regen) und berechnet die Geschwindigkeit mit Hilfe einer DSP-Kompensationsmethode, die auf dem Umgebungssignalrauschen basiert.
Der SOMMER RQ30 ist linear polarisiert und hat eine gute Beständigkeit gegen Regen und Schnee. Im Einzelnen: Erstens wird die linear polarisierte Welle nicht durch Reflexionen beeinträchtigt, so dass sie nach der Reflexion keine Phasenverschiebung erzeugt und den Empfang nicht beeinträchtigt; zweitens hat die linear polarisierte Welle im Falle einer Hindernisüberdeckung auf der Rückseite dieser Hindernisse eine bessere Umgehungsmöglichkeit als eine zirkular polarisierte Welle; drittens ist der geringere Polarisationsverlust der linearen Polarisation für den Empfang günstiger.
Umgehungsfähigkeit bei der Sendefrequenz: Dies ist der Widerstand gegen Regen- und Schnee-Interferenzen. Wenn eine Mikrowellenwelle auf ihrem Ausbreitungsweg auf ein Hindernis stößt, versucht sie immer, das Hindernis zu umgehen und sich wieder vorwärts auszubreiten. Dieses Phänomen wird als Mikrowellen-Bypassing bezeichnet. Es ist bekannt, dass die Fähigkeit zur Umgehung von Ultrakurzwellen schwach ist, was zu so genannten "Schattenzonen" hinter hohen Gebäuden führt. Die Signalqualität wird jedoch nicht nur durch den Abstand der Empfangsantenne zum Hindernis und die Größe des Hindernisses beeinflusst, sondern auch durch die Frequenz. Je höher die Frequenz, desto größer und näher das Hindernis, desto größer die Wirkung. Umgekehrt gilt: je niedriger die Frequenz, desto kleiner und weiter entfernt das Hindernis, desto geringer die Wirkung. Daher ist eine Frequenz von 24 GHZ viel widerstandsfähiger gegen Störungen durch Regen und Schnee als eine Frequenz von 36 GHZ.
Stromverbrauch: SOMMER RQ 30 verbraucht weniger Strom. RQ 30 verwendet einen dielektrischen Mikrowellen-Resonanzoszillator mit hohem Q-Wert (5000-10000) als frequenzstabilisierendes Element, der sich im Vergleich zum Geng-Effekt-Oszillator durch geringes Phasenrauschen, hohe Frequenzstabilität, einfache Abstimmung und niedrigen Stromverbrauch auszeichnet.
SOMMER RQ30 kommt mit FTT Fourier-Transformation Funktion Software, die Fourier-Transformation des Echosignals kann, transformieren das Echosignal in den Frequenzbereich für die Analyse, es spiegelt nicht nur die strukturellen Eigenschaften des Echosignals, sondern ermöglicht auch eine schnelle Faltung, Ziel-Identifikation und viele andere Algorithmen einfach zu implementieren ist eine wichtige und effektive Analyse Mittel in der Echosignalverarbeitung.
Der SOMMER RQ30 integriert eine wasserdichte RS485-Standardschnittstelle direkt auf der Hauptplatine und verwendet ein transparentes RS485-Kommunikationsprotokoll für den direkten Zugang zu Telemetriesystemen.
Technische Parameter
1、Produkttyp: Flachradar (neueste Generation), Strahlungsabstand größer als 200m
2、Messprinzip: Doppler
3、Angepasst an die Fließrichtung des Wassers: stromabwärts, Gegenstrom optional
4、Verfügbare Fluss-/Kanaltypen: 1) Sehr sanfte gleichmäßige Wasseroberfläche 2) Allgemeiner sanfter Fluss/Kanal 3) Allgemeiner Fluss/Kanal 4) Turbulenter Fluss/Kanal 5) Sehr turbulenter Fluss/Kanal 6) Plätscherndes Wasser
5、Angepasst an die klimatischen Bedingungen: Allwetterbetrieb, geeignet für Arbeiten bei starkem Regen und Schneesturm, kein Regenausfall
6、Steuerungsmodus: Hardware-Trigger, Software-Protokoll parallele Steuerung, freie Start- und Stopp-Messung Aktion
7、Radarband und Frequenz: Ka-Band; 24.160 GHz8、Datenerfassungszeit: 0 bis 240 s einstellbar
9、Einstellbereich des Messintervalls: Arbeitsmodus 1: 8 s bis 5 h einstellbar; Arbeitsmodus 2: Hardware-Trigger eines externen Geräts; Arbeitsmodus 3: RS484, SDI-12 Port-Befehl
10、Fließgeschwindigkeitsdaten-Ausgabemodus in einer Messung: 1）Mittelwert der Bewegung 2）Mittelwert der großen Zahl 3）Mittelwert des Minimalwertes 4）Mittelwert des Medians
11、Radarstrahlwinkel: 6,5°x 5,5º @ -3dB Punkt, Sendeleistung 50 mW.
12、Radar-Vertikalwinkel-Einstellbereich: 30-60° (automatische Kompensation), konventioneller Durchflussmessrichtungswinkel: 58-61 Grad
13、Auflösung und Genauigkeit der vertikalen Winkelverfolgung: Auflösung 0,1°; Genauigkeit 1°
14、Radar horizontaler Richtungswinkel: kann eingestellt werden
15、Radarsondenabstand von der Wasseroberfläche: 0,5 m bis 30 m (maximale Installationshöhe 100 m)
16, Fließgeschwindigkeitsmessbereich: 0,15 m bis 15 m/s Wasserstandsmessung: konventionell 15 m, 30 m oder 70 m, 26 GHz (K-Band) Pulslaufzeitmessung
17, Auflösung und Fehler: ±0,02 m/s; ±1 %
18. analoge Schnittstelle: 4-20 mA, mit Zugang zu anderen Sensoren wie integriertem Wasserstand, Temperatur, Wetter, Umwelt usw.
19、Digitale Schnittstelle: RS232; RS-232 (TTL); RS-485A; RS485B (1200 Baud --115200 Baud); SDI-12 (1200 Baud)
20、Übertragungs-Baudrate: 1200-19200021、Automatische Ausgabe der Ergebnisse: Durchflussrate, durchschnittliche Durchflussrate des Querschnitts, Echtzeit-Durchflussrate der Oberfläche, Wasserstand, Signal-Rausch-Verhältnis, Querschnittsfläche usw., kann eine Vielzahl von Kommunikationsprotokollen einstellen. Flow Genauigkeit: in der Querschnitts-Verordnung Strömungsgeschwindigkeit Verteilung wurde der Fall zu erreichen, eine Klasse von Station Messgenauigkeit
22, Neustart Arbeitsmodus: 1) harte Neustart: entfernen Sie alle historischen Daten im Cache der letzten Messung, um die Berechnung der aktuellen Durchflussmenge mit neuen Daten zu starten; 2) Soft-Neustart: behalten alle historischen Daten im Cache der letzten Messung mit neuen Daten kombiniert, um die Berechnung der aktuellen Durchflussmenge zu starten; 23, Signalqualität direkte grafische Anzeige
24、Automatisch generieren verschiedene Wasserstand Ebene umfassende K-Wert-Tabelle, Abschnitt K-Wert-Linie, umfassende Fließgeschwindigkeit, Wasserstand, Strömungsprozess Linie, Abschnitt Verschlammung ändern Alarm
25, Querschnitt Sub-Ebene Verfeinerung der Rate der genauen Anpassung des Wasserstandes der Abgabe, der Querschnitt der verschiedenen Flussbett Qualität nach der tatsächlichen Verteilung der Breite der Division, bzw. nach ihrer Art, um die Rauheit zu bestimmen. Dann, dann auf ihre jeweiligen entsprechenden Überwasserbereich als das Gewicht, gewichteten Durchschnitt, um herauszufinden, die durchschnittliche Rauheit, nach der vertikalen Linie Lage Rauheit, plus seine linken und rechten Seiten der hohen und niedrigen Rauheit zwischen den Auswirkungen, die durch die Gradienten Kraft durch den Wasserfluss, und schließlich mit der Argumentation plus experimentellen Methoden zur Ableitung der Rauheit Formel.
26、RQ30D：Für komplexe Querschnitte kann ein Leitrechner ein anderes Radar-Durchflussmesssystem desselben Typs ansteuern, um gemeinsam und synchron zu arbeiten.RQ-Commander Modeling Software komplexe verschiedene Querschnittssoftware für synthetische Strömung.
27、Stromquelle: 5,5 - 30 VDC
28、Stromschutz: mit Unterbrechungs- und Überspannungsschutz
29, Stromstärke: max. 130 mA (während der Messung)
30、Ruhezustand: weniger als 1mA
31、Betriebstemperatur: -35°C ~ +60°C
32、Lagerungstemperatur: -40° C~60 ° C
33、Eingebauter Blitzschutz Standard: 0,6 kW Ppp
34, Schutzgrad des Feldes: IP 68
35、Widerstandsfähig gegen Regen: gute Konsistenz der Datenfluss-Stabilität unter 250 mm/h Regenintensität oder mehr
36、Selbstlernfunktion, Extrapolation der Wasserstands-Durchfluss-Beziehung bei fehlenden aktuellen Messdaten, Extrapolation der Durchflussmenge
AnwendungsszenarienDer RQ-30 kann den Durchfluss in Flüssen, Bächen, offenen Kanälen und Kanälen messen, wo eine kontinuierliche Überwachung erforderlich ist. Dank der berührungslosen Radartechnologie wird das Messgerät nicht leicht durch Verschmutzung, Schmutz oder Treibholz im Wasser beeinträchtigt. Darüber hinaus garantiert die berührungslose Messung einen sehr geringen Wartungsaufwand und einen ausfallsicheren Betrieb, insbesondere bei hohen Wasserständen oder Hochwasser.
Kontinuierliche In-situ-Messung des Rhein-Hydrologischen Dienstes festgelegt
Der Hydrographische Dienst des Landes Vorarlberg (Österreich) ist für die Durchflussmessung des Rheins zuständig. Die Durchflussmessung muss durch kontinuierliche Erfassung des Wasservolumens (Wasserstand, Abflussmenge) und insbesondere durch genaue Bestimmung des Durchflusses in extremen Hochwassersituationen erfolgen. Daher müssen die Sensoren sicher installiert werden, damit sie nicht durch Geröll oder Treibholz beschädigt werden. Die einfache und kostengünstige Installation an der Brücke und die Möglichkeit der Inbetriebnahme sind weitere wichtige Anforderungen an das Messsystem.
Der Abflussradarsensor RQ-30 misst berührungslos und damit wartungsfrei die Geschwindigkeit und den Wasserstand im Rhein und errechnet automatisch den aktuellen Abfluss in m³/s. Das System ist am Fuß der Hauptbrücke im Dorf Hoechst oberhalb des Rheins installiert, wo es vor Hochwasser und Überschwemmungen geschützt ist. Der RQ-30 ist einfach zu installieren und ein robustes und zuverlässiges Abflussmessgerät. Dadurch können selbst bei extremen Ereignissen, wie dem Jahrhunderthochwasser 2005, genaue Abflussdaten ermittelt werden.
Das RQ-30 ist sofort nach der Inbetriebnahme verfügbar und erfordert keine zeitaufwändigen Aktivitäten zur Erstellung einer Bemessungskurve. Durch die kontinuierliche Erfassung von Geschwindigkeits- und Wasserstandswerten und die Berechnung des Durchflusses an der Messstelle kann die Beziehung zwischen Wasserstand und Durchfluss (h/Q) und Geschwindigkeit und Wasserstand (v/h) analysiert werden. Darüber hinaus lassen sich aus den Veränderungen dieser Verhältnisse Veränderungen im Flussbett ableiten und die Abflussmenge kann entsprechend angepasst werden. Durch die kontinuierliche Überwachung der Durchflussmengen können die Abflussmengen also genau quantifiziert werden.
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