[發明專利]一種集成式雷達測流設備

在審

• 申請號: 202210569752.4
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN114954971A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 陳德莉;朱世平;曾波
• 申請（專利權）人: 無錫航征科技有限公司
• 主分類號: B64D47/00
• 分類號: B64D47/00;B64D47/08;G01P5/00;G01F23/284
• 代理公司: 蘇州圓融專利代理事務所(普通合伙) 32417
• 代理人: 郭珊珊

本發明公開了一種集成式雷達測流設備，包括云臺和雷達測流裝置，所述云臺用于控制所述雷達測流裝置在X軸、Y軸、Z軸的旋轉，所述雷達測流裝置包括前蓋總成和后殼總成，所述前蓋總成包括前蓋體、雷達流速電路板組、攝像頭板組，所述雷達流速電路板組的設置與X0Z面平行，所述攝像頭板組的設置與X0Z面平行；所述后殼總成包括后殼體、雷達水位電路板組、控制單元電路板組，所述后殼體呈敞口空腔結構，所述前蓋體與所述后殼體密封連接，所述雷達水位電路板組固定在所述后殼體的側面一上，所述雷達水位電路板組的設置與X0Y面平行，所述后殼體的側面一設有與所述雷達水位計電路配合使用的透鏡部；集成度更高，體積更小巧，對云臺要求低，適用性廣。

技術領域

本發明涉及用于測量液體液面的雷達設備，具體涉及一種集成式雷達測流設備。

背景技術

為了對大江大海等廣水域進行非實時在線的固定監測，通常采用無人機攜帶監測設備進行遠程操控，以達到獲取當時水文的情況，一定程度上能避免惡劣天氣帶來的人員安全事故。無人機攜帶監測設備進行遠程操作，可以對大江大海進行多點、多角度監測，能獲取更完善的測量數據。

現有技術一般是在無人機上分別加載多個雷達傳感器，使得對無人機上整個測量系統體積比較龐大，重量重，對云臺和無人機的承載要求特別高。

公開號為CN111610516A、名稱為“多普勒測流裝置”的專利申請，公開了一種多普勒測流裝置，包括雷達組件、連接所述雷達組件的云臺、所述雷達組件內的雷達電路模塊用于探測采集河道水體表面流速，該現有技術中的水位計模塊用于檢測河道水位，而所述水位計模塊可拆卸的連接安裝于安裝臺的電路主控板(0046段)，該現有技術中的水位計模塊并沒有集成到所述雷達組件中，從現有技術的圖5中也可以看出雷達組件中只有用于探測采集河道水體表面流速的雷達電路模塊，而沒有集成水位計模塊；雷達組件位于所述安裝臺的下方，在一定程度上對水位計模塊檢測河道水位會有一定的阻礙；結構設計存在一定的弊端。

利用雷達測流速的原理是多普勒效應，在聲學領域中，當聲源與接收體(即探頭和反射體)之間有相對運動時，回聲的頻率將有所變化，此種頻率的變化稱之為頻移，即多普勒效應。如下圖1所示，當雷達流速儀與水體以相對速度V發生對運動時，雷達流速儀所收到的電磁波頻率與雷達自身所發出的電磁波頻率有所不同，此頻率差稱為多普勒頻移。通過解析頻移與v的關系，得到流體表面流速。如圖1所示，c為雷達波在空氣中的傳播速度，f_d為河道液面的波浪所接收的第一雷達波(圖1以f標識)與所反射的第二雷達波(圖1以f’標識)之間的多普勒頻差f_d＝|f-f′|，f為雷達終端向河道液面發射的第一雷達波(例如24GHz)，θ為雷達終端向河道液面發射的第一雷達波f入射水面的角度。則表面流速v滿足數學關系式：

利用雷達測水位的主要測量原理是從雷達水位傳感天線發射雷達脈沖，天線接收從水面反射回來的脈沖，并記錄時間t，由于電磁波的傳播速度c是個常數，從而得出到水面的距離D，

發明內容

本發明公開了一種適用于無人機的集成式雷達測流設備，結構緊湊小巧，對云臺的要求低，適用性廣；具體采用的技術方案如下：