水测家超声波雷达流量计SCJ-LL02
一．产品简介
SCJ-LL02超声波雷达流量计是一款采用接触、非接触式结合的流量测量设备，是为解决大部分城市地下排水管网流量在线监测难题而开发的最新一代水体流量测量产品。产品主要由雷达流速仪、超声波流速仪、雷达水位计和压力式水位计等四个部分组成。
雷达和超声波流速仪采用多普勒效应原理分别测量流体的表面流速和断面流速。雷达水位模块测量非满管状态下的水深值，压力水位传感器可测量设备淹没状态下的水深值，再结合暗渠、箱涵或管道的断面信息和管网算法模型，然后通过流速面积法计算出流量。
该流量计主要适用于排水管网、排水口、闸泵站及河道等封闭、潮湿、易腐蚀、易淹没的现场环境。针对于未满管、满管以及两种状态来回切换等各种场景都可适用。
产品特点：
n 满管、非满管均可测量，自动切换；
n 采用超声波和雷达双模测流模式；
n 管道顶部安装，能有效减少淤积杂物影响；
n 内置双水位、双流速测量设计，全覆盖保障测量无盲区；
n 支持485传感器数据采集，通讯距离远；
防护等级IP68，适应多种测量环境；
二．技术参数与规格
2.1.主要技术参数
序号 | 参数名称 | 参数规格 | 备注 |
1 | 雷达测速范围 | 0.03～20m/s | 与流态有关 |
2 | 雷达测速精度 | ±0.01m/s ；±1%FS | |
3 | 超声波测速范围 | -6～6m/s | |
4 | 超声波测速精度 | ±0.005m/s ；±1%FS | |
5 | 雷达流速仪波束角 | 12° | |
4 | 雷达测速频率 | 24GHz | |
5 | 自动垂直角补偿 | 精度±0.5°；分辨率 0.1° | |
6 | 雷达测距范围 | 0～10m | |
7 | 雷达测距精度 | ±1mm | |
8 | 雷达测距分辨率 | ±1mm | |
9 | 雷达水位计波束角 | 6° | |
10 | 雷达测距频率 | 80GHz | |
11 | 工作电压 | DC 6~30V | |
12 | 平均工作电流 | ≤50mA | @DC12V |
13 | 通讯协议 | RS485；Modbus 协议 | |
14 | 波特率 | 9600、19200、56000、115200（默认） | |
15 | 工作温度 | -40℃~+80℃ | |
16 | 防护等级 | IP68 |
三．产品介绍
3.1雷达测速原理
雷达流速仪采用多普勒效应原理测流体表面流速。在声学领域中，当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时，回声的频率将有所变化，此种频率的变化称之为频移，即多普勒效应。
如图所示，当雷达流速仪与流体以相对速度 V 发生对运动时，雷达流速仪所收到的电磁波频率与雷达自身所发出的电磁波频率有所不同，此频率差称为多普勒频移。通过计算多普勒频移与 V 的关系，得到流体表面流速。
3.2超声波测速原理
超声波流速仪利用声学多普勒效应进行测流。从设备的换能器发生一定频率的脉冲，当该脉冲碰到水中的发射物体（如悬浮物质）后产生回波信号，该回波信号被声学多普勒流速仪接收。悬浮物质会随水流而漂移，从而产生多普勒效应（即回波信号额频率与发射信号的频率之间产生一个频差），通过测量得到的多普勒频移可得到相应点的流速。
3.3雷达测水位原理
雷达水位计通过测量电磁波的发射和接收时间差来计算雷达水位计与液面之间的距离即空高，换算出水深 = 安装高度 - 空高。
3.4流量计算
当管网未满管时，采用雷达非接触式测量方式。通过预先设定的断面参数， 根据流量计内置的水力模型，将测得表面流速转化为断面平均流速，通过实测水位，流量计结合断面参数计算出过水断面面积。根据流速面积法公式，计算得出流量。如下图所示：
流量计测流量示意图
当管网水位上升时，设备浸入水中，采用超声波接触式测量方式测量流速信息，结合压力式水位计测量的水深数据，同样通过流速面积法公式，最终计算设备半淹没及满管运行时的流量。
流量计测流量示意图
通过将两种工况下的流量进行叠加计算，最终可计算出管网的流量数据。实现对管网全状态下的流量实时监测。
3.5工作模式
流量计的工作方式主要分为间断式供电和连续供电两种方式。当供电系统安装于检查井内，多采用一次性（或可充电）电池供电（出于防爆考虑），建议使用间断式供电方式。当供电系统，安装于检查井外，可通过太阳能供电系统或市电持续供电时，建议使用连续供电模式。
