[發明專利]應用在雷達波流速儀的流速測量方法及雷達波流速儀

有效

• 申請號: 201811593642.1
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109596856B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 李獻;吳玉曉;高霏;李海增;劉瑞鋒;任建國
• 申請（專利權）人: 北京奧特美克科技股份有限公司
• 主分類號: G01P5/00
• 分類號: G01P5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉新雷;王寶筠

本發明提供的雷達波流速儀及應用在雷達波流速儀的流速測量方法，根據雷達波流速儀所處位置的高度、溫度和氣壓，計算得到修正后的電磁波波長，并利用修正后的電磁波波長進行流速計算，提高了流速計算的準確度。進一步的，通過將電磁波接收信號中的振動干擾信號濾除，提高了多普勒頻率值的計算準確度，進而提高了流速計算的準確度。以及利用連帶傅里葉變換算法可以在有限的采樣點數據下，計算出高精度的多普勒頻率值，使得流速計算結果的可以精確到0.1mm/s。

技術領域

本發明涉及流速儀技術領域，更具體地說，涉及應用在雷達波流速儀的流速測量方法及雷達波流速儀。

背景技術

目前，河流流速的測量通常采用流速儀。流速儀主要分為機械、電測、超聲以及雷達波四種類型。機械式、電測和超聲屬于接觸式測量方式。雷達波屬于非接觸式測量。雷達波流速儀是根據多普勒原理來進行水流流速測量。當雷達波流速儀發射的電磁波照射到流動的水面上時，由于多普勒效應，雷達的接收頻率會發生變化。當水面流速方向和電磁波方向一致時，接收到的頻率增加。當水面流速方向和電磁波方向相反時，接收到的頻率會減小。

但是，現有的雷達波流速儀存在有以下的一些不足：

(1)雷達波流速儀本身的振動影響測量精度。例如，安裝在橋面下方的雷達波流速儀，極易受到過往車輛產生的振動的影響。震動產生的頻率極易影響到電磁波的接收頻率，進而影響雷達波流速儀的測量精度。安裝在河岸橫桿上的雷達流速儀，受到大風的影響產生震動，更容易影響到電磁波的接收頻率。

(2)天氣因素影響雷達波流速儀的測量精度。例如，大風以及暴雨等天氣，會對電磁波的發射和接收信號產生一定的影響，進而影響雷達波流速儀的測量精度。

發明內容

有鑒于此，本發明提出應用在雷達波流速儀的流速測量方法及雷達波流速儀，欲實現提高雷達波流速儀的流速測量精度的目的。

為了實現上述目的，現提出的方案如下：

一種應用在雷達波流速儀的流速測量方法，其特征在于，包括：

獲取所述雷達波流速儀所處位置的高度、溫度和氣壓；

依據所述高度、所述溫度和所述氣壓，計算得到修正后的電磁波波長；

采用所述修正后的電磁波波長進行流速計算。

可選的，上述應用在雷達波流速儀的流速測量方法，還包括：

獲取所述雷達波流速儀的振動頻率和振動幅值；

將電磁波接收信號中振動干擾信號濾除，所述振動干擾信號包括頻率為所述振動頻率且幅值為所述振動幅值的信號；

根據濾除振動干擾信號后的電磁波接收信號，計算多普勒頻率值。

可選的，所述根據濾除振動干擾信號后的電磁波接收信號，計算多普勒頻率值包括：

根據濾除振動干擾信號后的電磁波接收信號，利用連帶傅里葉變換算法(ZOOMFFT)計算多普勒頻率值。

一種雷達波流速儀，包括微控制器，與所述微控制器連接的射頻模塊、顯示控制模塊、中頻信號處理模塊和天氣測量模塊，以及與所述射頻模塊連接的天線模塊；

所述天氣測量模塊包括高度傳感器、溫度傳感器和氣壓傳感器，所述高度傳感器用于采集所述雷達波流速儀所處位置的高度，所述溫度傳感器用于采集所述雷達波流速儀所處位置的溫度，所述氣壓傳感器用于采集所述雷達波流速儀所處位置的氣壓；

所述微控制器，用于依據所述天氣測量模塊采集的高度、溫度和氣壓，計算得到修正后的電磁波波長，并采用所述修正后的電磁波波長進行流速計算。

可選的，上述雷達波流速儀，還包括：與所述微控制器連接的加速度傳感器；