[发明专利]一种集成式雷达测流设备

说明书

本发明公开了一种集成式雷达测流设备，包括云台和雷达测流装置，所述云台用于控制所述雷达测流装置在X轴、Y轴、Z轴的旋转，所述雷达测流装置包括前盖总成和后壳总成，所述前盖总成包括前盖体、雷达流速电路板组、摄像头板组，所述雷达流速电路板组的设置与X0Z面平行，所述摄像头板组的设置与X0Z面平行；所述后壳总成包括后壳体、雷达水位电路板组、控制单元电路板组，所述后壳体呈敞口空腔结构，所述前盖体与所述后壳体密封连接，所述雷达水位电路板组固定在所述后壳体的侧面一上，所述雷达水位电路板组的设置与X0Y面平行，所述后壳体的侧面一设有与所述雷达水位计电路配合使用的透镜部；集成度更高，体积更小巧，对云台要求低，适用性广。

技术领域

本发明涉及用于测量液体液面的雷达设备，具体涉及一种集成式雷达测流设备。

背景技术

为了对大江大海等广水域进行非实时在线的固定监测，通常采用无人机携带监测设备进行远程操控，以达到获取当时水文的情况，一定程度上能避免恶劣天气带来的人员安全事故。无人机携带监测设备进行远程操作，可以对大江大海进行多点、多角度监测，能获取更完善的测量数据。

现有技术一般是在无人机上分别加载多个雷达传感器，使得对无人机上整个测量系统体积比较庞大，重量重，对云台和无人机的承载要求特别高。

公开号为CN111610516A、名称为“多普勒测流装置”的专利申请，公开了一种多普勒测流装置，包括雷达组件、连接所述雷达组件的云台、所述雷达组件内的雷达电路模块用于探测采集河道水体表面流速，该现有技术中的水位计模块用于检测河道水位，而所述水位计模块可拆卸的连接安装于安装台的电路主控板(0046段)，该现有技术中的水位计模块并没有集成到所述雷达组件中，从现有技术的图5中也可以看出雷达组件中只有用于探测采集河道水体表面流速的雷达电路模块，而没有集成水位计模块；雷达组件位于所述安装台的下方，在一定程度上对水位计模块检测河道水位会有一定的阻碍；结构设计存在一定的弊端。

利用雷达测流速的原理是多普勒效应，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。如下图1所示，当雷达流速仪与水体以相对速度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。通过解析频移与v的关系，得到流体表面流速。如图1所示，c为雷达波在空气中的传播速度，f_d为河道液面的波浪所接收的第一雷达波(图1以f标识)与所反射的第二雷达波(图1以f’标识)之间的多普勒频差f_d＝|f-f′|，f为雷达终端向河道液面发射的第一雷达波(例如24GHz)，θ为雷达终端向河道液面发射的第一雷达波f入射水面的角度。则表面流速v满足数学关系式：

利用雷达测水位的主要测量原理是从雷达水位传感天线发射雷达脉冲，天线接收从水面反射回来的脉冲，并记录时间t，由于电磁波的传播速度c是个常数，从而得出到水面的距离D，

发明内容

本发明公开了一种适用于无人机的集成式雷达测流设备，结构紧凑小巧，对云台的要求低，适用性广；具体采用的技术方案如下：