[发明专利]一种基于雷达波流量计的智能测量方法

说明书

本发明涉及一种基于雷达波流量计的智能测量方法，根据水体状况进行传感器探头位置布设；所述传感器探头位置沿断面进行间隔分布，相邻传感器探头位置之间间隔预定距离；支持两个探头之间任意位置进行垂线分割，可以根据断面的流速分布进行科学的分割，将断面分成不同的单元，分别进行部分流量的计算，对不同单元的叠加获得断面总流量。

技术领域

本发明属于水利、环保、农林等水文监测和计量监测技术领域，特别是涉及一种基于雷达波流量计的智能测量方法。

背景介绍

目前流量测验设备分为接触式和非接触式两类。在流量测验工作中，我们会遇到各种场景，如汛期强降水后，山区和城近郊区河道源短流急，汇流时间短，流速快，水面漂浮物多，含沙量大，接触式流量计无法适应这样的测验环境；此时，非接触式流量计因测速和水体性质无关，对洪水具有更好的适用性。

非接触流量测验方式包括雷达波流量计(也称为电波流速仪)、视频测流、侧扫雷达流量计。雷达波流量计作为一种理想的非接触式流量测验方式，它利用前端的雷达探头向水面发射和接收雷达波，因雷达波接触到有流速的水流表面会发生多普勒效应，其接收频率会发生相应的变化，利用其频率变化数值和水流速度的关系而制成的流速仪称为雷达波流速仪，结合水位的测量以及流量算法制成的流量计称为雷达波流量计。雷达波流量计是非接触式流量测验的主要方式，具有精度高，不受水面漂浮物、水体泥沙和其它悬浮物的影响的特点，是对于无回水影响的断面实现流量在线监测的理想手段。

雷达波流量计的测速探头施测的是水体表面某个区域(或者点位)的流速，通过流量计算模型建立水表面流速和断面平均流速的关系。结合水位计实时采集的数据和断面形状信息，得到断面面积。断面平均流速和断面面积相乘得到断面流量。除了需要考虑测速传感器的硬件性能之外，如何建立表面流速和断面平均流速的关系是技术难点。通常采用的方法是参考传统的水文浮标流量测验的流量计算方法，将表面测点流速乘以经验系数得到垂线平均流速，再利用部分流速面积法计算流量。但经验系数的建立需要大量的人工率定工作，对于不具备率定条件的站点通常借用相似站点的经验系数，易造成流量计算的较大误差。另外，从流体力学原理上分析，水面流速系数是一个和断面形状、河底糙率、水位值、测点位置等诸多要素有关的数值，水位的变化会导致系数的变化，但采用经验系数的置入无法动态关联水位变化，是一种概化方法，其测算存在极大的不确定性。

发明内容

本发明的目的旨在提出一种基于雷达波流量计的智能测量方法，根据断面流速分布特征进行探头安装位置的灵活设定，支持能够实现对不同水体的智能化测量。

本发明提供了一种基于雷达波流量计的智能测量方法，其中，

根据水体状况进行传感器探头位置布设；

所述传感器探头位置沿断面进行间隔分布，相邻传感器探头位置之间间隔预定距离；

将水体的断面分割成不同单元，所述不同单元的单元面积对应为A₁、A₂...A_n；

所述传感器探头实测的为对应单元A₁、A₂...A_n内测速位置的水流表面流速V₁、V₂...V_n；

所述水流表面流速V_n乘以对应位置的水流表面流速系数K_n，获得了对应单元的单元平均流速Vm₁、Vm₂...Vm_n；