水速测量系统概述。
观测水流的目的是掌握其特征,研究其时间变化和空间分布,通过分析研究找出其活动规律。 河道流速测量是河流管理中的一项重要任务,有助于保证河水水位稳定、堤防安全、防洪灾害、保护人民生命财产安全、维护水生态环境、实现水资源可持续利用等。
无人机流量测量系统以其安全、灵活、便捷的工作模式,结合需求导向和创新服务的要求,在水文检测和恶劣环境的应急要求较快的条件下,可以降低人工测量的风险系数,提高工作效率和测量精度。
1)无人机:用于安装雷达测速仪、无线摄像头等设备。(2)稳定云台:可调整雷达测速仪的姿态,满足雷达测速仪的安装要求。
3)雷达测速仪:利用多普勒效应测量水体表面的流速。
4)无线电通信系统:用于发送无人机控制指令和相关挂载设备的信息。
5)地面控制系统:用于从无人机等设备发送指令和接收相关数据。
6)定位系统:集成厘米级千寻高精度定位服务。
7)供电系统:为整个系统供电。
雷达测速仪利用多普勒效应原理来测量流体的表面速度。 在声学领域,当声源和接收器(即探头和反射器)之间存在相对运动时,回波的频率会发生变化,这种频率变化称为频移或多普勒效应。 当雷达测速仪与水体以相对速度v运动时,雷达测速仪接收到的电磁波的频率与雷达本身发射的电磁波的频率不同,这种频差称为多普勒频移。 通过计算多普勒频移作为 v 的函数,可以得到流体的表面速度。
垂直线按照GB 50179-2015《河道流量试验规范》的要求敷设。 如图所示,红线为当前测量段设置的垂直线,共10条垂直线,该段分为11个小段。 每条垂直线上的平均垂直速度vn是雷达测速仪在测点的雷达测速仪测得的水面速度vn表与水面速度系数k的乘积,即vn垂直=vn表*k,其中n代表对应的垂直序列号。 小截面的流量可以根据公式计算。
1)平面微带雷达非接触式检测,不受气候、泥沙和漂浮物的影响。
2)测量快速准确,数据输出稳定,适用于汛期高流速环境。
3)天线发射频率灵活可调,可有效避免多个产品相互干扰。
4)可设置多种数据通讯接口,方便用户系统对接。
5)测量操作与休眠模式相结合,可节约能源,降低消耗。
6)内部防结露、防水、防雷设计,适用于各种野外环境。