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S-HNLS 非接觸式雷達流速儀多普勒效應原理

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具體成交價以合同協議為準

公司名稱廈門欣仰邦科技有限公司
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廠商性質其他
更新時間2024/2/3 18:28:42
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公司介紹主營產品

廈門欣仰邦科技有限公司（以下簡稱：廈門欣仰邦）是一家性的無線通信產品和服務供應商。業務涵蓋技術的物聯網雙向數據通信的無線解決方案，同時為客戶提供工業自動化通信控制及商業領域從傳感器到邊緣計算到云端的一體化系統集成。廈門欣仰邦公司的產品和服務幫助客戶提高企業項目管理效率，加強自動化數據無線遠程收集控制流程，提高資產跟蹤和實時數據管理。公司提供多種產品、系統、解決方案和服務，提高工業生產率，增加通信可靠性，并提升能源效率。公司的自動化業務為各行業服務，包括流程優化、控制、測量和保護性應用方案。公司有工業客戶和商業客戶，主要產品在智慧城市、工控、醫療、水務、園林、農業、能源、電力、環保、災害等多個領域得到廣泛的應用。我們的合作伙伴遍布全國，包括運營商、工業、環保部門、市政園林、基建供應商等大型企業，也有眾多的中小型公司。公司借助渠道及產品優勢，積極創新服務，構建物聯網新生態，努力把公司建設成產業中的品牌企業。業務涵蓋◆ 智慧園林：智能灌溉、名木養護、土壤監測、蟲害管理等； ◆ 智慧消防：無線煙感、智能消防栓、可燃氣體探測、電氣火災、明火識別等； ◆ 環保監測：工地噪音、污染源監測、揚塵PM2.0、風向風速、微型氣象站等； ◆ 智慧城市：遠程抄表、智慧環衛、視頻監控、車載聯網、智慧公廁、智慧工地等； ◆ 自助聯網：商業WIFI、自助洗車聯網、售貨機聯網、無人店網絡、連鎖店組網等； ◆ 智慧農業：智慧灌溉、水肥灌溉、種植大棚控制、水產養殖水質、雞場豬圈氣體等； ◆ 工業控制：智慧工廠、PLC控制、機床聯網、變頻器采集、機器人通信、TCP透傳等； ◆ 醫療聯網：急救車定位、問診平臺通信、藥房溫濕度監測、設備聯網、VPN局域網等； ◆ 能源管理：充電樁聯網、光伏溫度采集、太陽能發電聯網、城市供暖、油田監測等； ◆ 智慧水務：水質五參數、氣象監測、雨量采集、積水預警、水管壓力管理、水位水文等；

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土壤監測儀

產品簡介在線詢價

●功耗:工作電流：＜40mA●待機電流:＜5mA●通訊方式:RS485，MODBUS 協議●波特率:9600～115200bps●工作溫度:-40～80℃●防護等級:IP68●重量:0.45kg●尺寸:105*105*60mm

S-HNLS 非接觸式雷達流速儀多普勒效應原理產品信息

1產品介紹

雷達流速儀是一款非接觸式雷達流速測量設備，可有效監測各種渠道、天然河道的水流表面流速。該產品易安裝維護，操作簡單。廣泛適用于水文、防汛排澇、環保排污監測等領域，實現 7x24 小時在線監測。

1.1工作原理

雷達流速儀采用多普勒效應原理測量流體表面流速。當雷達發射的電磁波與接收體（即探頭和反射體）之間有相對運動時，回波的頻率將有所變化，此種頻率的變化稱之為頻移，即多普勒效應。

如圖 1-1 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。通過計算多普勒頻移與 V 的關系，得到流體表面流速。
圖 1-1 雷達流速儀測流速示意圖

應用 K、Ka 頻段雷達波探測流體流速的技術難點在于低速段的測量。當流體流速比較緩慢時，雷達波在平靜的水面上形成鏡面反射，雷達流速儀幾乎接收不到反射回來的電磁波信號，因此國內外多數同類產品的流速下限通常在 0.3
m/s 以上。采用擁有自主知識產權的測流控制算法和檢測微弱目標的雷達天線研制生產的雷達流速儀，可檢測到 0.1m/s 以上的表面流速。

2性能指標

序號	參數	范圍	備注
1	工作頻率	24GHz
2	測速范圍	0.1～20m/s	與流態有關
3	測速精度	±0.01m/s ；±1%FS
4	波束角度	12°
5	俯仰角	30～70°	建議 55°左右；橫滾角建議＜±2°
6	自動俯仰角補償	精度±0.5°，分辨率 0.1°
7	供電電源	DC6～30V	建議 DC12V
8	功耗	工作電流：＜40mA 待機電流：＜5mA	@DC12V
9	通訊方式	RS485，MODBUS 協議	可自定義協議
10	波特率	9600～115200bps
11	工作溫度	-40～80℃
12	防護等級	IP68
13	重量	0.45kg
14	尺寸	10510560mm

3安裝說明

3.1外觀及結構定義

產品外觀結構尺寸如圖 3-1～3-3 所示。其中圖 3-3 中的紅色圈標注的是安裝定位螺絲孔。

圖 3-1 正視圖圖 3-2 側視圖

3.2安裝支架

可選配安裝支架如圖 3-4 所示，安裝支架尺寸如圖 3-5 所示。
圖 3-4 安裝支架示意圖

圖 3-5 安裝支架尺寸示意圖

3.3電氣接口
接線端子通訊線纜插頭配紅色標記內的插座。
雷達流速儀通過 RS485 接口與上位機通訊，RS485 電源/通訊電纜定義如圖

3-7 所示。
圖 3-7 通訊線纜
接線端子與通訊電纜對應電氣連接定義及功能描述見表 3-1。
表 3-1 接線電氣定義及功能描述

接線端子編號	通訊電纜標簽	功能名稱	描述
1	正極	VCC	直流電源正極
4	負極	GND	直流電源負極
3	A	A（D+）	RS485 數據
2	B	B（D-）	RS485 數據

注：雷達流速儀對外標準接口為 RS485。用戶如需選擇不同的接口，如 RS232、以太網接口等，請與廠家聯系。

3.4測點選擇

為了得到較高精度，雷達流速儀安裝點應處于水面平緩穩定、沒有回流和漩渦、無障礙物、處于測量范圍內等環境下。排水口、垂直跌水、擋流板、河道（管道）彎曲或結合處等情況都將影響到測量精度，斷面選擇注意事項如圖 3-8~圖3-12 所示。

圖 3-8 拐彎處的安裝位置
注：α：為拐彎角度； L：為安裝位置距離拐點的距離；DN：水面寬度；V：流速 m/s。

圖 3-9 水面有落差的安裝位置
注：×＝錯誤！不定的水流條件；√＝保持足夠的距離得到穩定的水流。安裝位置距離拐點至少 10 倍 DN(DN：水面寬度)

圖 3-10 斜坡后的安裝位置注：×＝錯誤！不定的水流條件；√＝水流平緩穩定。安裝位置距離拐點至少 10 倍 DN(DN：水面寬度)

圖 3-11 斜坡前的安裝位置
注：×＝錯誤！水流噴發段；? = 危險的測量點，不推薦；√＝水流平緩穩定。安裝位置距離拐點至少 5--10 倍 DN(DN：水面寬度)。

圖 3-12 存在固定物或擋流板的安裝位置
注：×＝安裝位置錯誤（渦旋會嚴重影響測量精度）；√＝合適的安裝位置。
①單點固定物；②擋流板；③DN：水面寬度；④上游安裝位置 L1 距擋流板至少 5 倍
DN；⑤下游安裝位置 L2 距擋流板至少 10 倍 DN。

3.5安裝角度與高度

請注意流速儀的安裝方向。首先確認電纜插座在流速儀下方，產品銘牌在上方。需盡量保證雷達流速儀發射的雷達波與水面間的夾角（即配置軟件上顯示的

“俯仰角”）在 50°- 60°之間，建議 55°左右，以保證測量的精度，橫滾角在±2° 以內。一般情況下，建議流速儀迎水安裝，如下圖 3-13 所示。

需盡量使安裝完成后發射的雷達波全部照射到水面，以保證測量精度。為雷達流速儀發射的雷達波照射于水面示意圖及比例說明。

假定雷達流速儀安裝的空高為 h（單位：米），俯仰角為 55°，雷達流速儀發射的雷達波照射到水面形成橢圓長軸為 b（單位：米），短軸為 a（單位：米），則有：

h » b
0.315

» a
0.257

安裝時需根據現場環境，按照上述計算公式調整安裝的空高，以確保雷達流速儀發射的雷達波全部照射到水面。
附空高與波束照射區域長軸短軸長度值對應表如下：
表 3-2 空高與波束照射區域長軸短軸長度

空高 h（m）	照射區域長軸 b(m)	照射區域短軸 a(m)
2	0.63	0.51
4	1.26	1.03
6	1.89	1.54
8	2.52	2.06
10	3.15	2.57
15	4.73	3.86
20	6.30	5.14
25	7.88	6.43
30	9.45	7.71

3.6安裝示意圖

立桿安裝和橋上安裝效果示意分別如圖 3-15，3-16 所示。

圖 3-15 立桿安裝效果示意圖

圖 3-16 橋上安裝效果示意圖

4產品配置

4.1設備連接與設置

產品通過通訊電纜及 485 轉 USB 接口與電腦連接，并連接電源，如圖 4-1 所示

打開 HZRadar 軟件，進入軟件配置主界面。“通訊端口”自動顯示，如未顯示請檢查電腦串口是否被占用。點擊“連接”按鍵。連接成功后產品信息顯示及功能按鍵將激活。

4.2配置主界面介紹

軟件配置主界面如圖 4-3 所示。
界面左上方功能按鍵包括“開始測量”“固件升級”“參數配置”“保存”和“高級”；界面左下方顯示“產品信息”和“測量數據”；右側顯示表面流速的過程曲線。其中
“產品信息”中顯示固件及硬件版本，SN 序列號，及設備類型。

4.3設備參數設置

點擊配置主界面的“設置參數”按鍵，如圖 4-4 所示，在彈出的對話框可修改設備的“地址”和“波特率”等參數。
圖 4-4 設備參數設置示意圖

設備出廠默參數認參數為：

波特率=9600
俯仰角補償，水平角補償均為 0
地址=0x34
靈敏度=中
方向濾波=濾除負流

流速限制=5m/s

4.4測量值實時顯示

點擊配置主界面“開始測量”按鍵，可查看設備測量值信息，包括 “俯仰角”、

“橫滾角”、 “表面流速”的實時信息。界面右側展示表面流速對時間的過程曲線。

圖 4-5 測量值實時顯示示意圖

4.5數據保存

雷達流速儀處于工作狀態時，才能進行數據保存。數據保存步驟如下：

點擊“保存”按鈕，選擇保存文件的路徑及文件名，保存成 EXCEL 表。
點擊“停止保存”按鈕結束數據保存。

圖 4-6 數據保存示意圖

圖 4-7 EXCEL 數據表

	保存功能只能在點擊“開始測量”按鈕后才能進行數據保存。
	查看 EXCEL 表期間，測量數據不進行保存。

5發貨清單

表 5-1 發貨清單

序號	名稱	數量	單位	備注
1	雷達流速儀	1	臺
2	萬向支架	1	套
3	電纜	1	根	標配 10m(可定制)
4	合格證，保修卡	1	張
5	用戶手冊	1	冊	以郵件的方式發送
6	上位機軟件	1	套	以郵件的方式發送

6常見問題及解決辦法

1.雷達流速儀與上位機軟件無法正常通訊

檢查線路連接是否正常，即電源和 RS485 是否按照要求正確連接，有無接錯現象；
檢查電源是否正常：供電電源應符合 DC6～30V，建議 DC12V；
檢查 COM 設置和波特率設置是否正確，是否已點擊“連接”鍵。

2.雷達流速儀測量數據為 0 或數據異常

檢查設備是否掉電；
檢查通訊是否正常；
檢查水面是否流動，以及測量范圍內水面上的漂浮物是否流動；
水面是否有漩渦，回流等情況。
確認安裝俯仰角在 30°-70°之間，建議 55°左右

7通訊協議

注意，安裝設備前請仔細閱讀以下項目:

本傳感器兩條數據幀之間時間間隔為 1s。

MODBUS 協議中規定了廣播地址——0 的相關內容，本傳感器同樣也能接受廣播地址內容。
設備默認地址：0X34

設備默認波特率：9600

7.1數據幀格式

數據幀 10 位：1 個起始位，8 個數據位，1 個停止位，無校驗。

7.2讀取部分

Modbus 協議中讀取功能碼為 03H。

7.2.1讀取表面流速

主機查詢命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址		34H
功能碼	03H	功能碼		03H
訪問寄存器首地址	00H	數據字節總數		04H
訪問寄存器首地址	0FH	表面流速數據	寄存器1 高 8 位	XXH
寄存器數量	00H		寄存器1 低 8 位	XXH
寄存器數量	02H		寄存器2 高 8 位	XXH
CRC	F1ADH		寄存器2 低 8 位	XXH
		CRC		CRC LH

命令應用舉例
主機發送	34	03		00		0F		00		02		F1		AD
從機回復	34	03	04		19		04		56		3E		67		DD
說明：19 04 56 3E；表面流速 0.209m/s

注：從機回復幀的數據域為 XXH，XXH，XXH，XXH。表面流速的表示方式為 4 字節浮點型，小終端低字節在前，遵循 IEEE 754 標準。

7.2.2讀取流速方向

主機查詢命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址		34H
功能碼	03H	功能碼		03H
訪問寄存器首地址	00H	數據字節總數		02H
	0CH	流速方向數據	寄存器高 8 位	XXH
寄存器數量	00H		寄存器低 8 位	XXH
	01H	CRC		CRC LH
CRC	41ACH

注：從機回復幀的數據域為 XXH，XXH，流速方向的表示方式為 2 字節無符號整型。

命令應用舉例
主機發送	34	03		00		0C		00		01	41	AC
從機回復	34		03		02		00		01		F5		80
說明：00 01 流速方向為迎水。若為 00 00 則流速方向為順水

7.2.3讀取設備地址

主機查詢命令：		從機響應：
傳感器地址	00H	傳感器地址	34H
功能碼	03H	功能碼	03H
訪問寄存器首地址	00H	數據字節總數	02H
	41H	寄存器高 8 位	00H	設備地址數據
寄存器數量	00H	寄存器低 8 位	XXH
	01H	CRC	CRC LH
CRC	D5CFH

注：XX 為設備地址，其范圍為：01H-FEH。

命令應用舉例
主機發送	00	03		00		41		00		01		D5		CF
從機回復	34		03		02		00		34		35		97
說明：00 34；設備地址 34H（34H 代表 16 進制的 34，即十進制的 52）

7.2.4讀取波特率

主機查詢命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址	34H
功能碼	03H	功能碼	03H
訪問寄存器首地址	00H	數據字節總數	02H
	04H	寄存器高 8 位	00H	波特率數據
寄存器數量	00H	寄存器低 8 位	XX
	01H	CRC	CRC LH
CRC	807BH

注：XX——00H：9600；01H：19200；02H：38400；03H：57600；04H：115200。

命令應用舉例
主機發送	34	03		00		40		00		01		80		7B
從機回復	34		03		02		00		00		34		40
說明：00 00 對應 9600 波特率

7.2.5讀取橫滾角

主機查詢命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址	34H
功能碼	03H	功能碼	03H
訪問寄存器首地址	00H	數據字節總數	02H
	09H	寄存器高 8 位	XXH	橫滾角數據
寄存器數量	00H	寄存器低 8 位	XXH
	01H	CRC	CRC LH
CRC	51ADH

注：從機回復幀的數據域為 XXH，XXH，橫滾角的表示方式為有符號整型（真實橫滾角：寄存器值除以 10）。

命令應用舉例
主機發送	34	03		00		09		00		01		51		AD
從機回復	34		03		02		00		1F		75		88
說明：00 1F；橫滾角 31（真實橫滾角：寄存器值除以 10，為 3.1°）

7.2.6讀取俯仰角

主機查詢命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址	34H
功能碼	03H	功能碼	03H
訪問寄存器首地址	00H	數據字節總數	02H
	0AH	寄存器高 8 位	XXH	俯仰角數據
寄存器數量	00H	寄存器低 8 位	XXH
	01H	CRC	CRC LH
CRC	A1ADH

命令應用舉例
主機發送	34	03		00		0A		00		01		A1		AD
從機回復	34		03		02		02		1F		74		E8
說明：02 1F；俯仰角 543（真實俯仰角：寄存器值除以 10，為 54.3°）

注：從機回復幀的數據域為 XXH，XXH，俯仰角的表示方式為有符號整型（真實俯仰角：寄存器值除以 10）。

7.3設置部分
Modbus 協議中設置功能碼為 10H。

7.3.1設置流速方向濾波

主機設置命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址	34H
功能碼	10H	功能碼	10H
寄存器地址	00H	寄存器地址	00H
寄存器地址	5EH	寄存器地址	5EH
寄存器數量	00H	寄存器數量	00H
寄存器數量	01H	寄存器數量	01H
數據字節總數	02H	數據字節總數	02H
流速方向濾除	XXH	流速方向濾除	XXH
流速方向濾除	XXH	流速方向濾除	XXH
CRC	CRC LH	CRC	CRC LH

命令應用舉例
主機發送	34	10	00	5E	00	01	02	00	00	C0	7F
從機回復	34	10	00	5E	00	01	02	00	00	C0	7F
說明：00 00 流速方向濾波改為雙向。設置 00 01 則為濾除正流（濾除迎水方向），00 02 為濾除負流（濾除順水方向）。

注：XXH ，XXH 為設置的流速濾波方向，回復內容與設置一致。流速方向濾波的表示方式為 2 字節無符號整型。

7.3.2設置靈敏度

主機設置命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址	34H
功能碼	10H	功能碼	10H
寄存器地址	00H	寄存器地址	00H
寄存器地址	51H	寄存器地址	51H
寄存器數量	00H	寄存器數量	00H
寄存器數量	01H	寄存器數量	01H
數據字節總數	02H	數據字節總數	02H
靈敏度	XXH	靈敏度	XXH
靈敏度	XXH	靈敏度	XXH
CRC	CRC LH	CRC	CRC LH

命令應用舉例
主機發送	34	10	00	51	00	01	02	AA	00	BE	20
從機回復	34	10	00	51	00	01	02	AA	00	BE	20
說明：AA 00 靈敏度改為高。設置 00 00 則為中靈敏度，00 1E 則為低靈敏度。

注：XXH ，XXH 為設置的靈敏度，回復內容與設置一致。靈敏度的表示方式為 2 字節無符號整型。

7.3.3設置流速限制

主機設置命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址	34H
功能碼	10H	功能碼	10H
寄存器	00H	寄存器	00H

地址	5FH	地址	5FH
寄存器數量	00H	寄存器數量	00H
寄存器數量	02H	寄存器數量	02H
數據字節總數	04H	數據字節總數	04H
流速限制	XXH	流速限制	XXH
	XXH		XXH
	XXH		XXH
	XXH		XXH
CRC	CRC LH	CRC	CRC LH

命令應用舉例
主機發送	34	10	00	5F	00	02	04	00	00	A0	40	21	EF
從機回復	34	10	00	5F	00	02	04	00	00	A0	40	21	EF
說明：00 00 A0 40：流速限制改為 5m/s。

注：XXH ，XXH，XXH ，XXH 為設置的流速限制，回復內容與設置一致。流速限制的表示方式為 4 字節浮點型，小終端低字節在前，遵循 IEEE 754 標準。

7.3.4設置設備地址

主機設置命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址	34H
功能碼	10H	功能碼	10H
寄存器地址	00H	寄存器地址	00H
寄存器地址	41H	寄存器地址	41H
寄存器數量	00H	寄存器數量	00H
寄存器數量	01H	寄存器數量	01H
數據字節總數	02H	數據字節總數	02H
設備地址	00H	設備地址	00H
設備地址	XX	設備地址	XX
CRC	CRC LH	CRC	CRC LH

注：XX 為設置設備的地址，其范圍為：01H-FEH，回復內容與設置一致。

命令應用舉例
主機發送	34	10	00	41	00	01	02	00	35	02	07
從機回復	34	10	00	41	00	01	02	00	35	02	07
說明：00 35；設備地址設置為 35H（35H 代表 16 進制的 35，即十進制的 53）。

7.3.5設置波特率

主機設置命令：		從機響應：
傳感器地址	34H	傳感器地址	34H
功能碼	10H	功能碼	10H
寄存器地址	00H	寄存器地址	00H
寄存器地址	40H	寄存器地址	40H
寄存器數量	00H	寄存器數量	00H
寄存器數量	01H	寄存器數量	01H
數據字節總數	02H	數據字節總數	02H
波特率	00H	波特率	00H
波特率	XX	波特率	XX
CRC	CRC LH	CRC	CRC LH

注：XX——00H：9600；01H：19200；02H：38400；03H：57600；04H：115200，回復內

容與設置一致。

命令應用舉例
主機發送	34	10	00	40	00	01	02	00	01	02	01
從機回復	34	10	00	40	00	01	02	00	01	02	01
說明：00 01 對應 19200 波特率。

關鍵詞：接線端子通訊電纜

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