一种近地表水位雷达检测装置的制作方法

1.本发明涉及地下水位检测技术领域，特别地涉及一种近地表水位雷达检测装置。


背景技术：

2.目前常用的地下水水位测量主要有浮子式、压力式、超声波等方式。浮子式需要有专门的井筒，前期的建设成本高，同时易堵塞；压力式精度低，长期测量数据不够精确；超声波因为受外界环境影响，测量精度低。而雷达式可以准确无误的测量出数值，相对超声波等液位计而言，其精度更高，适用各种工况，量程范围大。因此，提出一种近地表水位的雷达检测装置，来解决现有技术中的地下水水位测量精确度不高的问题。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术采用的检测地下水位的方式中存在的测量精度不高的问题，本技术提出一种近地表水位雷达检测装置。
4.本发明提出了一种近地表水位雷达检测装置，包括：
5.基座；
6.微波发射器，安装于所述基座上，其具有发射天线；
7.反射罩，罩设在所述微波发射器的天线外，整体呈沿远离所述微波发射器的方向口径逐渐增大的锥筒状；
8.其中，所述发射天线能够向地表下方的目标水体发射微波信号并接受由目标水体表面反射的反射微波信号。
9.在一个实施方式中，还包括数据处理器，其与所述微波发射器电连接，其能够获取并处理由所述微波信号以及所述反射微波信号混合而成的低频信号，以输出检测装置至所述目标水体表面的距离。
10.在一个实施方式中，还包括通讯模块，其与所述数据处理器电连接，其用于将所述数据处理器的输出结果发送至上位机。
11.在一个实施方式中，还包括支架，设置于所述目标水体所在的地表，其具有距离地表一定高度的装配部，所述基座安装在所述装配部上。通过本实施方式，支架用于安装基座、微波发射器以及反射罩等功能部件，其装配部用于安装基座。
12.在一个实施方式中，所述支架具有多个可伸缩的支柱，每个所述支柱上分别设置有能够锁定所述支架伸缩程度的调节旋钮。通过本实施方式，可以根据支架在地表上的实际安装高度以及检测装置功能部件的尺寸来调节支柱的伸缩程度，从而调节支架的装配部的高度，以适应不同是应用场景。调节旋钮用于在调节后锁定支柱的伸缩程度，保证支架整体结构的稳定性与可靠性。
13.在一个实施方式中，所述支架上还设置有水平检测器，所述水平检测器用于检测所述装配部的水平程度。通过本实施方式，为了保证检测质量，微波发射器的微波发射方向需要垂直于目标水体的水面，即微波方向应该沿重力方向，故需要通过水平检测器保证支
架装配部以及检测装置的功能部件在支架上安装的垂直度。
14.在一个实施方式中，所述支架上设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在所述支架上，用于向所述检测装置的其他功能部件供电。
15.上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
16.本发明提供的一种近地表水位雷达检测装置，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
17.本发明的一种近地表水位雷达检测装置，该检测装置的功耗低、测量稳定可靠且不受风速温度蒸汽等条件影响，并且安装与维护便捷。测量过程中无机械磨损、寿命长，无需人工介入，可长期无人值守，自动测量。此外，雷达电磁波的精度能够达到
±
5mm，远高于常规手段厘米级的精度。
附图说明
18.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
19.图1显示了本发明的检测装置的整体结构示意图；
20.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
21.附图标记：
22.1-基座，2-微波发射器，3-反射罩，4-支架，41-装配部，42-支柱，43-调节旋钮。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本发明作进一步说明。
24.本发明提供了一种近地表水位雷达检测装置，包括：
25.基座1；
26.微波发射器2，安装于基座1上，其具有发射天线(附图中未示出)；
27.反射罩3，罩设在微波发射器2的天线外，整体呈沿远离微波发射器2的方向口径逐渐增大的锥筒状；
28.其中，发射天线能够向地表下方的目标水体发射微波信号并接受由目标水体表面反射的反射微波信号；
29.进一步地，还包括：
30.数据处理器(附图中未示出)，其与微波发射器2电连接，其能够获取并处理由微波信号以及反射微波信号混合而成的低频信号，以输出检测装置至目标水体表面的距离。
31.具体的，如附图图1所示，本发明的检测装置基于雷达技术来检测地下水的水位，检测时需要地表上具有一个连通目标水体的通道，该通道的结构不限。将检测装置对应设置在目标水体的通道的上方，使微波发射器2的发射端即反射罩3(发射天线)所在的一端对应目标水体。微波发射器2采用fmcw(调频/连续波)体制，通过发射天线向近地表水面发射经频率调制的微波信号，微波信号具有围绕8-11ghz连续变化的频率。反射罩3用于限定发射天线的发射和接收微波的方向；也即，将发射天线发射的微波反射至待测水面方向，并收集待测水面方向反射的微波。
32.使用时，打开微波发射器2，发射出微波信号，微波信号到达近地表的目标水体的
水面后发生发射，经过反射罩3收集信号后，反射微波信号和发射微波信号混频生成低频信号。低频信号被数据处理器采集后，即可输出检测装置至待测水面的距离。
33.在一个实施例中，还包括：
34.通讯模块(附图中未示出)，其与数据处理器电连接，其用于将数据处理器的输出结果发送至上位机。
35.具体地，数据处理器对输出的距离数据进行处理得到对应的波浪特征值及水位(潮位)数据，该数据通过通讯模块进行传输，在远端上位机上进行显示、存储、查询等功能。
36.在一个实施例中，还包括：
37.支架4，设置于目标水体所在的地表，其具有距离地表一定高度的装配部41，基座1安装在装配部41上。
38.具体地，如附图图1所示，支架4用于安装基座1、微波发射器2以及反射罩3等功能部件，其装配部41用于安装基座1。功能部件安装在支架4上后，反射罩3的最下端与地表之间有一定距离。
39.在一个实施例中，支架4具有多个可伸缩的支柱42，每个支柱42上分别设置有能够锁定支架4伸缩程度的调节旋钮43。
40.具体地，可以根据支架4在地表上的实际安装高度以及检测装置功能部件的尺寸来调节支柱42的伸缩程度，从而调节支架4的装配部41的高度，以适应不同是应用场景。调节旋钮43用于在调节后锁定支柱42的伸缩程度，保证支架4整体结构的稳定性与可靠性。
41.在一个实施例中，支架4上还设置有水平检测器(附图中未示出)，水平检测器用于检测装配部41的水平程度。
42.具体地，为了保证检测质量，微波发射器2的微波发射方向需要垂直于目标水体的水面，即微波方向应该沿重力方向，故需要通过水平检测器保证支架4装配部41以及检测装置的功能部件在支架4上安装的垂直度。
43.在一个实施例中，支架4上设置有太阳能电池板(附图中未示出)，太阳能电池板设置在支架4上，用于向检测装置的其他功能部件供电。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
45.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

技术特征：
1.一种近地表水位雷达检测装置，其特征在于，包括：基座；微波发射器，安装于所述基座上，其具有发射天线；反射罩，罩设在所述微波发射器的天线外，整体呈沿远离所述微波发射器的方向口径逐渐增大的锥筒状；其中，所述发射天线能够向地表下方的目标水体发射微波信号并接受由目标水体表面反射的反射微波信号。2.根据权利要求1所述的近地表水位雷达检测装置，其特征在于，还包括：数据处理器，其与所述微波发射器电连接，其能够获取并处理由所述微波信号以及所述反射微波信号混合而成的低频信号，以输出检测装置至所述目标水体表面的距离。3.根据权利要求2所述的近地表水位雷达检测装置，其特征在于，还包括：通讯模块，其与所述数据处理器电连接，其用于将所述数据处理器的输出结果发送至上位机。4.根据权利要求1所述的近地表水位雷达检测装置，其特征在于，还包括：支架，设置于所述目标水体所在的地表，其具有距离地表一定高度的装配部，所述基座安装在所述装配部上。5.根据权利要求4所述的近地表水位雷达检测装置，其特征在于，所述支架具有多个可伸缩的支柱，每个所述支柱上分别设置有能够锁定所述支架伸缩程度的调节旋钮。6.根据权利要求5所述的近地表水位雷达检测装置，其特征在于，所述支架上还设置有水平检测器，所述水平检测器用于检测所述装配部的水平程度。7.根据权利要求4至6任一项所述的近地表水位雷达检测装置，其特征在于，所述支架上设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在所述支架上，用于向所述检测装置的其他功能部件供电。

技术总结
本发明提供了一种近地表水位雷达检测装置，包括：基座；微波发射器，安装于所述基座上，其具有发射天线；反射罩，罩设在所述微波发射器的天线外，整体呈沿远离所述微波发射器的方向口径逐渐增大的锥筒状；其中，所述发射天线能够向地表下方的目标水体发射微波信号并接受由目标水体表面反射的反射微波信号。基于本发明的技术方案，该检测装置的功耗低、测量稳定可靠且不受风速温度蒸汽等条件影响，测量过程无需人工介入，可长期无人值守，自动测量；此外，雷达电磁波的精度能够达到


技术研发人员：王蕾 李全生 张凯 邢朕国 杨茂林
受保护的技术使用者：北京低碳清洁能源研究院 国家能源投资集团有限责任公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2023/9/22