在水文監(jiān)測、水利調(diào)度和環(huán)保監(jiān)管中，流量數(shù)據(jù)是管好水資源、做好防洪減災(zāi)的關(guān)鍵。雷達(dá)流量監(jiān)測站（流速面積法）是一種不用接觸水就能測流量的設(shè)備，抗干擾能力強(qiáng)，在野外復(fù)雜水環(huán)境里也能用，現(xiàn)在已經(jīng)成了采集流量數(shù)據(jù)的常用工具。水文專家說，它結(jié)合了雷達(dá)探測技術(shù)和流速面積法，能同時測水流速度和水位，再通過專門算法算出流量，給相關(guān)工作提供可靠數(shù)據(jù)。

一、核心工作原理

雷達(dá)流量監(jiān)測站（流速面積法）主要靠兩個關(guān)鍵技術(shù)測數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)流速和水位。
測流速用的是 “多普勒效應(yīng)”，就像我們聽到救護(hù)車靠近時聲音變高、遠(yuǎn)離時聲音變低一樣。設(shè)備會向水流表面發(fā)射雷達(dá)信號，信號碰到水流后會反射回來，因?yàn)樗髟趧?，反射信號的頻率會發(fā)生變化。設(shè)備捕捉到這個頻率變化，就能算出水流表面的平均速度。
測水位用的是 “FMCW 原理”（調(diào)頻連續(xù)波原理）。設(shè)備發(fā)射的雷達(dá)信號，頻率會像爬樓梯一樣慢慢變高。信號從設(shè)備傳到水面再反射回來，會有一個時間差。設(shè)備根據(jù)這個時間差，結(jié)合雷達(dá)信號的傳播速度，能算出設(shè)備到水面的距離，進(jìn)而算出水深。
而且，雷達(dá)信號不怕溫度變化、氣壓高低、刮風(fēng)等天氣影響，所以不管是下雨、高溫還是冬天結(jié)冰，設(shè)備都能一直穩(wěn)定工作，不會像有些接觸水的設(shè)備那樣，被泥沙、垃圾擋住就沒法用了。

二、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

這款設(shè)備的性能參數(shù)，都是根據(jù)野外監(jiān)測的需求設(shè)計的，關(guān)鍵參數(shù)簡單說就是 “測得多準(zhǔn)、能測多少、耐不耐用”。

（一）流速測量

• 有效監(jiān)測距離：0-40 米，也就是說設(shè)備能覆蓋 40 米范圍內(nèi)的水流。

• 測量范圍：常規(guī)能測 0.1-20 米 / 秒的水流，有些型號能測到 0.1-40 米 / 秒，不管是平時的小河還是洪水期的快水流都能應(yīng)對。

• 精度和分辨率：測流速的誤差要么不超過 0.01 米 / 秒，要么不超過實(shí)際流速的 1%，還能捕捉到 0.001 米 / 秒的細(xì)微變化，數(shù)據(jù)很精細(xì)。

（二）水位測量

• 測量范圍：0-40 米，和流速監(jiān)測的距離覆蓋一致。

• 精度和分辨率：測水位最準(zhǔn)能到誤差不超過 5 毫米，常規(guī)情況誤差也只有 1 厘米，還能分辨 1 毫米的水位變化，哪怕水面只漲了一點(diǎn)點(diǎn)也能測出來。

（三）其他性能

• 防護(hù)和材質(zhì)：外殼用鋁合金做的，防護(hù)等級達(dá)到 IP68，能防水、防結(jié)露、防雷擊，在野外淋雨、潮濕環(huán)境下也不怕壞。

• 供電：支持 9-24 伏電壓輸入，平時用 12 伏供電就行，12 伏電壓下功耗不到 80 毫安，特別適合接太陽能電池，就算在沒電網(wǎng)的野外也能長期用。

三、安裝與接線規(guī)范

安裝和接線做得對不對，直接影響測出來的數(shù)據(jù)準(zhǔn)不準(zhǔn)，現(xiàn)場操作時要注意這幾點(diǎn)：

（一）安裝要求

• 安裝位置：要把設(shè)備裝在河道、渠道等水體的正上方，高度得超過 0.5 米，不然可能被水流濺到或者擋住信號。

• 水平校準(zhǔn)：設(shè)備上有個氣泡水平儀，安裝時要讓氣泡居中，保證設(shè)備是水平的，不然測出來的流速和水位會有誤差。

• 河段選擇：盡量選順直、水流平穩(wěn)的河段，別選有大石頭擋水、有漩渦或水流亂轉(zhuǎn)的地方，這些情況會讓流速不準(zhǔn)；還要避開周圍有樹枝的地方，樹枝晃動會干擾雷達(dá)信號。

（二）接線步驟與注意事項

• 線纜對應(yīng)：設(shè)備用 4 芯線，紅色接 12 伏電源正極，黑色接負(fù)極，黃色接 RS485 通信接口的 A 端，藍(lán)色接 B 端（具體以線纜上的標(biāo)簽為準(zhǔn)，別搞混）。

• 安全操作：千萬別在沒接完線的時候送電，接錯線會直接把設(shè)備燒壞；接完線后，一定要仔細(xì)檢查一遍，確認(rèn)沒接反、沒短路，再給設(shè)備通電。

• 配套設(shè)備：如果要和遙測終端機(jī)一起用，裝設(shè)備的機(jī)箱要做好接地，防止雷擊損壞設(shè)備。

四、數(shù)據(jù)通信

設(shè)備靠 RS485 接口和標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus 協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，不用懂復(fù)雜的技術(shù)細(xì)節(jié)，簡單說就是：它能把測到的流速、水位、設(shè)備溫度、供電電壓這些數(shù)據(jù)，傳到電腦或者專門的監(jiān)測平臺上，工作人員在辦公室就能實(shí)時看到數(shù)據(jù)，不用跑到現(xiàn)場去讀。而且數(shù)據(jù)不會被隨便修改，能保證準(zhǔn)確性，還能和現(xiàn)有的水文、環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)對接，不用重新建一套新系統(tǒng)。