+ All Categories
Home > Documents > Stevens Surface Velocity Radar Manual Velocity Radar User’s Manual Stevens Water Monitoring...

Stevens Surface Velocity Radar Manual Velocity Radar User’s Manual Stevens Water Monitoring...

Date post: 12-Jun-2018
Category:
Upload: vunhi
View: 222 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
35
Surface Velocity Radar User’s Manual Stevens Water Monitoring Systems, Inc. 12067 NE Glenn Widing Drive, Suite #106 Portland, OR 97220 USA Tel: (503) 4458000 Fax: (503) 4458001 Web: www.stevenswater.com Email: [email protected]
Transcript

 

 

 

 

Surface Velocity Radar 

User’s Manual  

Stevens Water Monitoring Systems, Inc. 12067 NE Glenn Widing Drive, Suite #106 

Portland, OR 97220 USA  

Tel: (503) 445‐8000 Fax: (503) 445‐8001 

Web: www.stevenswater.com E‐mail: [email protected] 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 2 

 

Table of Contents About this Manual ........................................................................................................................................ 4 

1. Safety Information .................................................................................................................................... 4 

2. Receiving Inspection ................................................................................................................................. 6 

3. Getting Started .......................................................................................................................................... 7 

3.1 Introduction ........................................................................................................................................ 7 

3.2 Battery Charging ................................................................................................................................. 7 

3.3 Removing the Battery Holder ............................................................................................................. 7 

3.4 Battery Installation .............................................................................................................................. 8 

3.5 Inserting the Holder into the SVR ....................................................................................................... 8 

3.6 Charging the Batteries ........................................................................................................................ 9 

3.7 Charge Status Indicator (LED) ........................................................................................................... 10 

3.8 Battery Run Time .............................................................................................................................. 11 

3.8.1 Auto Power Off .............................................................................................................................. 11 

3.9 Replacing Batteries ........................................................................................................................... 11 

3.10 Connecting the Power Cord ............................................................................................................ 11 

3.11 Plug In the Power Cord ................................................................................................................... 11 

3.12 Control Panel Functions .................................................................................................................. 11 

4. Components ............................................................................................................................................ 12 

4.1 Control Buttons ................................................................................................................................. 12 

4.2 Display ................................................................................................................................................... 13 

4.2.1 Number Segments ......................................................................................................................... 13 

4.2.2 Status Indicator Icons ..................................................................................................................... 13 

4.4 Mounting Configurations .................................................................................................................. 14 

5. Operating Modes .................................................................................................................................... 15 

5.1 Menu ................................................................................................................................................. 15 

5.1.1 Backlight ......................................................................................................................................... 16 

5.1.2 Display Function COS ..................................................................................................................... 16 

5.1.3 Display Function U ......................................................................................................................... 17 

5.1.5 Display Function SEN – Sensitivity Display and Adjustment .......................................................... 18 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 3 

6. Measuring Surface Velocity .................................................................................................................... 19 

6.1 Introduction ...................................................................................................................................... 19 

6.2 Taking a Measurement ..................................................................................................................... 19 

7. Angle Compensation ............................................................................................................................... 22 

7.1 Vertical Angle Compensation ............................................................................................................ 22 

7.2 Horizontal Angle Compensation ....................................................................................................... 23 

8. Serial Output ....................................................................................................................................... 24 

9. Performance Tips .................................................................................................................................... 26 

9.1 How Radar Works ............................................................................................................................. 26 

9.2 Interference Sources and Remedies ................................................................................................. 26 

9.2.2 Electromagnetic Interference (EMI) .............................................................................................. 29 

9.2.3 Feedback Interference ................................................................................................................... 29 

9.2.4 Radio Frequency Interference (RFI) ............................................................................................... 29 

9.2.5 Scanning ......................................................................................................................................... 29 

9.2.6 Environmental Factors: Wind, Rain, & Snow ................................................................................. 29 

10. Care, Cleaning, and Storage .................................................................................................................. 30 

11. Specifications ........................................................................................................................................ 30 

11.1 Measurement Specifications .......................................................................................................... 30 

11.2 Factory Default Settings .................................................................................................................. 30 

11.3 Antenna Parameters ....................................................................................................................... 30 

11.4 Environment .................................................................................................................................... 31 

11.5 Voltages ........................................................................................................................................... 31 

11.6 Power Consumption........................................................................................................................ 31 

12. Frequently Asked Questions (FAQ) ....................................................................................................... 32 

13. Warranty ............................................................................................................................................... 34 

14. Service Return Procedure ..................................................................................................................... 35 

 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 4 

About this Manual  

This manual contains valuable information to help you set up, use and maintain your radar, so you can 

extend its life and keep it at peak performance. Please take a moment to read through it, and keep it 

handy for future reference. 

 

Note the following symbols in this manual: 

 

Indicates a warning message about safety precautions. Please read it carefully. 

 

 Indicates a helpful tip or precaution to note.  

 

1. Safety Information  

All service needs should be referred back to the manufacturer. 

 WARNINGS 

Do not over voltage the radar ‐ it can damage the unit! See notes.  

When replacing batteries in the SVR you should replace all 6 with new batteries even if you suspect that only one cell is defective. 

 

Use rechargeable Nickle‐Metal‐Hydride batteries only. 

 

The SVR is designed to operate off of conventional +12 VDC (+10.8 to +16.5 VDC) from the power cable. In addition, the SVR is also designed to operate at 7.2VDC from the internal batteries. Over voltage to the power cables or incorrect batteries can cause damage. 

 

  

 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 5 

 

 

Opening the SVR (other than battery replacement) automatically voids any warranty still in effect. There are no user serviceable parts inside. 

 

Do not expose the SVR to excessive moisture. Never submerge the device. Violation of these guidelines may void the warranty. 

 

Do not drop the SVR on hard surfaces since damage could occur. Units damaged by dropping or abuse are not covered for warranty repair.  

  

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 6 

2. Receiving Inspection  

When you receive your radar, inspect all components for freight damage that might have 

happened during shipping or unloading. 

 

Notify the freight company immediately of any damage, preferably while the driver is present. 

Record the damage on the bill of lading and keep a record of the problems or damage. 

 

The package should include the following pictured items along with this User’s Manual: 

 

  

 

 

Handheld SVR unit  Detachable power cable  Batteries and battery holder  

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 7 

3. Getting Started  

3.1 Introduction 

The SVR is a hand‐held surface velocity radar (SVR) gun specifically designed to measure the surface 

velocity of water—great for use in streams and rivers. Features such as Recall allow you to review the 

previous measurement. Other features are selectable through the menu option. 

The radar gun features a tilt sensor system, which internally compensates for the cosine angle effect of 

the vertical (pitch‐down) angle of the gun to the target. It is not necessary to manually set the tilt 

sensor. 

Also, the software compensates for the horizontal (yaw) angle created when the gun is aimed at a target 

from an angle greater than 10° from the parallel alignment of the gun to the target. 

3.2 Battery Charging 

The SVR is designed to operate off of six (6) rechargeable Nickel‐Metal‐Hydride batteries (or off the DC 

power cord).When you first receive your radar, the batteries will need to be charged for the first time 

before using. Once batteries have been charged if you do not use the SVR for 3‐4 weeks, you will want 

to recharge the batteries before use in order to get the full run time. To charge batteries for the first 

time or to replace the batteries following steps 3.6 to 3.7. 

3.3 Removing the Battery Holder 

The battery holder is located inside the handle of the SVR and is accessed by means of a sliding door. 

When first received, the holder should already have batteries installed, but if not then you will need to 

remove the holder and loaded it with batteries. To remove the battery holder slide the battery cover to 

the right until the battery holder is released as shown in Figure 3.3.The door can be completely removed 

from the slide. 

 

Figure 3.3 Slide the battery door open 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 8 

3.4 Battery Installation 

Insert the batteries into the battery holder following the polarity guide that is on the inside of the 

battery holder (Figure 3.4a.) Once properly loaded the battery holder will look like the example in Figure 

3.4b 

 Figure 3.4a 

Battery holder with direction indicated 

 Figure 3.4b 

Battery holder with batteries inserted  

Notice that the negative side of each battery goes to the spring contacts of the holder. 

3.5 Inserting the Holder into the SVR 

The battery holder is designed so that it can only make contact with the power connections inside the 

gun if the holder is slid into the gun in the correct way. If you look closely at the holder you will see that 

there is a positive and negative terminal on it. These need to be inserted into the gun with the terminals 

located at the top as shown in Figure 3.5. 

 

Figure 3.5 Insert batteries 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 9 

Once the batteries have been properly loaded into the holder and the holder has been inserted into the 

handle of the gun then the door can be put back in place and slid closed. If you have not already charged 

the batteries using an optional NiMH charger, you are now ready to charge the batteries using the 

power cable. 

 

 

If the holder has been placed incorrectly into the handle the door cannot be put back in place and closed.  

  

3.6 Charging the Batteries 

The power cable that comes with the SVR can be used to either power the SVR directly from your 

vehicle receptacle or to charge the SVR’s batteries. Once the batteries have been properly installed into 

the holder and inserted into the handle plug the power cord into the power connector at the base of the 

handle by aligning the red dot on the power cord’s plug with the red dot on the connector. Failure to 

align the plug with the connector properly will result in damage to the pins of the jack. Reference figure 

3.6 for proper alignment. 

 

Figure 3.6 Align the red dots to properly insert power cable. 

 Next, plug the lighter plug into an active cigarette lighter receptacle in the vehicle. The red led on the 

lighter plug should come on showing that power is being applied to the SVR.With the SVR turned off, it 

will take approximately 2 hours to fully charge the batteries. Turning the SVR on with the cord plugged 

in will stop the charge cycle allowing the gun to be operated from the power cord. Batteries do not 

charge when the gun is turned on. 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 10 

3.7 Charge Status Indicator (LED) 

The status of the charge can be determined by the Charge Status Indicator LED located on the bottom of 

the handle (See figure 3.7).The table below defines the status. 

Fast blinking green light = checking battery condition 

Medium blinking green light = charging battery 

Solid green light = charged 

Solid red light = charging error  

 

Figure 3.7 Charge status indicator LED on bottom of SVR handle 

 The normal charging sequence is fast blink for 60 seconds, medium blink until batteries are fully charged 

(approximately 2 hours for fully discharged batteries) and solid green once batteries are charged. 

The gun can be left to charge indefinitely. The charging circuit will automatically shut off once charging is 

complete. 

 

 

The SVR must be OFF or the batteries will not charge. You cannot operate the SVR and charge the batteries at the same time.  

 Best performance from your batteries is obtained when recharged at temperature between 50ºF (10ºC) and 113ºF (45ºC).Recharging outside of that temperature range may result in reduced battery life or incomplete charging.  

  

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 11 

3.8 Battery Run Time 

How long the SVR can operate between recharges depends upon several factors including the milliamp 

hour (mAh) capacity of the batteries, age of the batteries, and how the SVR is used. Generally a set of 6 

new 2500 mAh batteries fully charged should run for approximately 1 week between recharges given 

normal use. 

3.8.1 Auto Power Off 

If no key press is detected the SVR will automatically power off after 5 minutes in order to conserve 

battery life. 

3.9 Replacing Batteries 

When replacing the batteries with new ones remember to use only rechargeable Nickel‐Metal‐Hydride 

batteries and to replace ALL the batteries at the same time even if you suspect that only one battery is 

bad. Follow the instructions listed in steps 3.2 through 3.7 for proper installation and charging when 

replacing batteries. 

3.10 Connecting the Power Cord 

If you choose to run off the power cord instead of the internal batteries, connect the power cord to the 

receptacle on the bottom of the SVR being sure to properly align the plug on the power cord to the 

connector on the bottom of the SVR. The SVR automatically will switch from the internal batteries to the 

power cord for power when the unit is turned on. 

3.11 Plug In the Power Cord 

Plug the radar’s power cord into your vehicle’s cigarette lighter receptacle. If you are using a separate 

battery pack as a power source, plug the radar’s power cord into the battery pack’s receptacle. 

3.12 Control Panel Functions 

The operation of the SVR is controlled by the five‐button key pad on the back of the unit. 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 12 

4. Components 

4.1 Control Buttons 

 Figure 4.1 

Faceplate (Display and Control Buttons)  

Looking at the control buttons from left to right the buttons have the following functions: 

MENU The MENU button lets you view the options you can change. Repeatedly pressing the MENU button advances through the programmable features.  SEL The select (SEL) button lets you choose the settings in each of the mode options. To change a mode option, press the SEL button.  PWR The PWR button turns the radar on and off. When first powered on the SVR will display the screen shown in Figure 4.1.When you power the SVR off the word OFF will appear in the display and the unit will power down.  

RCL When the recall button (RCL) is pressed the unit enters recall mode if the following are true: 

The unit is not transmitting. 

All 10 measurements have been completed and the speed result has been displayed. The function is active if the letter "r" appears on the left‐hand side of the display.    

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 13 

 MODE The MODE button lets you change the resolution of the display. You can choose to have the speed displayed in 10ths or 100ths.  

4.2 Display 

4.2.1 Number Segments 

The 5 large digits (88888) display the speed. Resolution is determined by the placement of the decimal 

point. The icons indicate the status. 

4.2.2 Status Indicator Icons 

When first turned on the SVR performs a segment check of the display to show that all segments and 

icons are working. The following icons will appear at the top and bottom of the display screen, however 

not all of the icons are for features used by the SVR. The icons that represent the features that are used 

by the SVR describe the following conditions: 

 

Figure 4.2.2 Number segments and status indicator icons. 

 

POWER When POWER appears, the power is on.  LOW BAT The LOW BAT icon indicates that your internal batteries (or your separate battery pack) may be low on power. The system will not transmit or display any new speeds while LOW BAT appears and the display will remain blank.  XMIT XMIT means the radar is transmitting.  HOLD HOLD indicates the system is not transmitting. 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 14 

FPS Indicates that the gun is set to display speeds in feet‐per‐second.  M/S Indicates that the gun is set to display speeds in meters‐per‐second.  Once the segment check test is completed the display will show the POWER, HOLD and the units of measure (FPS or M/S) icons along with 5 dashes ( ‐ ) across the center of the display. The SVR is now ready to use.  

 

Figure 4.2b The display showing the segment check test is completed and the SVR is ready to use. 

 

4.4 Mounting Configurations  

The radar is designed for hand‐held operation. Optionally, you can mount it to a standard camera tripod. 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 15 

5. Operating Modes The MENU and SEL buttons on the SVR control panel lets you review and change programmable 

settings. The radar gun will remember the settings you last set when it is turned off and will power up 

with them. 

5.1 Menu 

You can use the factory default settings or you can select your own settings. To select a setting, 

repeatedly press the MENU button until the setting you want to change appears. Then release the 

MENU button and press the SEL (select) button to advance through the selections for that setting. When 

you have made your selection, release the button and your new settings will be in effect. If neither 

MENU or SEL is pressed after 2 seconds, the radar gun will return to normal operating mode, capturing 

whatever settings you have selected to that point. Table 5.1 shows the menu setting choices. 

The menu options are:  

• bl = Backlight (on/off) 

• C = Cosine Adjustment (0º to 60º in increments of 5º) 

• U = Units of measure (European meters‐per‐second or USA feet‐per‐second) 

• A =Angle (reporting only) 

• SEN = Sensitivity (1‐10 with 10 being maximum sensitivity) 

 

Table 5.1 Menu Settings 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 16 

5.1.1 Backlight 

Use the backlight function to turn the SVR's display backlight on or off. Turning the backlight off when 

not needed saves battery power. 

 Figure 5.1.1 

Backlight mode 

5.1.2 Display Function COS 

Use COS (cosine) to adjust the cosine correction angle for the horizontal (yaw) angle (the valid range is 

0° to 60° in increments of 5°).The correction angle chosen will be saved and retained until you change it 

again 

 Figure 5.1.2 Cosine mode 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 17 

5.1.3 Display Function U 

Sets the units of measure that speed will be displayed in. Choose “EUr” to display for meters‐per‐second 

(m/s) or “USA” to display feet‐per‐second (f/s). 

 Figure 5.1.3 Units mode 

 

5.1.4 Display Function A – Vertical Angle Display 

Used to verify that the SVR is reading vertical angle correctly. The vertical angle may be checked by 

pressing the Menu button until the letter "A" is shown in the display and then pressing the SEL button. 

As you move the gun up and down the angle that the gun is currently at will be displayed. To exit the 

mode press the MENU, RCL or PWR buttons. 

 Figure 5.1.4 Vertical Angle 

 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 18 

5.1.5 Display Function SEN – Sensitivity Display and Adjustment 

Higher numbers tell the gun to pickup surface velocity from a further distance. Lower numbers reduce 

the distance. If the sensitivity is too high the indicated velocity may be unpredictable and erratic. Choose 

a value that works best for the site you are taking measurements at. 

 Figure 5.1.5 

Sensitivity Mode    

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 19 

6. Measuring Surface Velocity   

 WARNINGS Do not put the radar gun in the water. This will damage it. The SVR measures the water surface only from outside the water.  

  

6.1 Introduction 

To begin a velocity measurement, point the radar gun at the water and the press the RCL button. The 

surface velocity can be measured flowing toward or away from the gun. A dash ( ‐ ) on the left hand side 

of the display (as seen in Figure 6) will show and continue to flash until the velocity stabilizes.  

The dash will stop flashing when the SVR has performed enough measurements to display an averaged 

and reliable velocity. The SVR will begin taking an additional 10 measurement starting with zero (0) and 

proceeding up to 9 as each measurement cycle is completed. Once all additional 10 measurements have 

been completed the average of all the measurements are displayed. This will take 60 seconds to 

complete.  

 

 Figure 6.1 

The dash ( ‐ ) appears on the left hand side of the display window  

6.2 Taking a Measurement 

Turn the SVR on by pressing the PWR button. Once the display segment check is completed the gun is 

ready to use. 

Push and release the RCL button. The SVR shows a dash ( ‐ ) on the left hand side of the display. 

The dash ( ‐ ) keeps flashing, indicting the SVR is taking measurements. The velocity is updated 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 20 

once per second. This velocity may vary significantly while the SVR focuses its data processing. 

Towards the end of the first 10 seconds, the displayed velocity will be accurate. (Do not press 

the RCL button again or the measurement cycle will be restarted.) 

 

After 10 seconds the dash ( ‐ ) is replaced by the number "0" (zero) indicating that the next 

measurement cycle has started. The speed shown is the average velocity over the last 10 

seconds and will remain in the display until the current measurement cycle is completed. The 

leading “0” will continue flashing. 

 

After 5 seconds the measurement cycle is completed and the "0" (zero) is replace with the 

number "1" indicating that the next measurement cycle has started. The speed shown in the 

display is the average velocity over the last 15 seconds and will remain unchanged until this 

cycle is completed. The number “1” will continue flashing. 

 

After 20 seconds, the number in the left hand side of the display updates to "2" and runs the 

same speed measurement as described previously. The SVR will continue to take speed 

measurements every 5 seconds and display the new average speed and update the number 

shown on the left hand side of the display until all measurement cycles have been completed.  

 

After 60 seconds have passed, the SVR will have completed ten separate 5‐second batches of 

velocity measurements. The display will indicate the average of these measurements.  

 

Press the MODE button if you want to change the display resolution. The speed can be displayed 

in either 10ths or 100ths. 

If the user presses the RCL button once the speed measurement cycles have finished, the reading will be 

canceled and the SVR will begin taking a new measurement 

 

 Figure 6.2 

The average of all 10 measurements (Display is set to show in 10ths).  

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 21 

 

 

 NOTE  If there are fluctuations of more than 0.5 to 0.8 f/s (0.15 to 0.24 m/s) during a measurement interval, it is advised to review the final value. Consistent readings confirm the validity of the result, so we recommend taking the measurement more than once.  

  

Because the SVR measures the Doppler effect from the water surface, the SVR requires a certain 

amount of return energy.(See section 9.1 How Radar Works.) Particulate material and/or floating debris 

(seeding) on the surface and surface water roughness provide this effect. 

The SVR easily measures the velocity at which the particulate material moves in high‐flow conditions. 

This provides the accuracy of the surface flow.For velocities of more than 1 to 2 f/s (0.30 to 0.60 m/s), 

floating debris and particulate material provide an ample return signal to the radar gun for 

measurement. Water roughness also gives a good signal return. Ripples and crosscurrents produce 

velocities in all directions. During a measurement, the SVR reads all the velocities and averages them 

into a resulting single value, based on the amount of signal return to the antenna. 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 22 

7. Angle Compensation Because surface velocity readings must be taken from a stationary, dry position, often a river bank or 

bridge, readings are necessarily affected by angle between the radar's beam and direction of water flow 

(see the section on Angular Interference). 

The SVR compensates for this effect, referred to as cosine angle, both horizontally with user 

programmable yaw correction and vertically with an automatic internal tilt sensor 

7.1 Vertical Angle Compensation 

 

 Figure 7.1 

The SVR tilted pitch‐down at 60º vertical angle  

The SVR's internal tilt sensor automatically compensates for the vertical angle at which you aim the gun 

to the target, up to 60°.You do not need to manually set the tilt sensor. However, you must hold the gun 

still at a constant vertical angle while taking a velocity measurement. 

The SVR indicates when the pitch‐down angle exceeds 60° by displaying "tilt". While "tilt" appears in the 

display window, the radar gun does not record velocity measurements. To continue taking water surface 

velocity measurements, tilt the gun to an angle less than 60° until the "tilt" indicator no longer appears. 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 23 

 Figure 7.1 

The display when the vertical (pitch‐down) angle exceeds 60º  

The vertical cosine angle will always be calibrated at the factory and should never need calibration in the 

field. However, the vertical angle of the SVR can be verified as being correct at any time.To do so refer 

to the section 5.1.4 Display Function A – Vertical Angle Display 

7.2 Horizontal Angle Compensation 

Aiming the radar gun at the target at a horizontal angle greater than 10° creates a cosine error, which 

results in the radar displaying a spurious reading. To eliminate or greatly reduce this error, set the 

horizontal angle compensation option to the angle that you plan to aim the radar gun to the target. 

Then aim and hold the gun at this set angle during the entire velocity measurement. 

To set the horizontal angle compensation option, press the MENU button until COS (cosine) appears in 

the display. Then press the SELECT button. 

Each time you press the SELECT button 00, 05, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, or 60 appears, 

representing the horizontal angle degrees in which you plan to hold the gun. Select the angle by 

displaying the number until the radar gun times out. 

Now the gun is set at this angle selection and remains in this mode until you change it. This setting will 

appear the next time you enter this menu option. 

 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 24 

 Figure 7.2 

The horizontal angle setting for 5º  

8. Serial Output 

The  SVR  has  an  RS232  communications  port  on  the  bottom  of  the  handle.  Using  a  custom  RS232 

communications  cable,  you  can  connect  the  radar  and  transmit  data  to  display  signs  and  PCs  for 

recording and analyzing speed data. Figure 8 illustrates the location. 

 Figure 8 

Port location.  

The  serial  communication of  the RS232  communications port has  the  following  characteristics  (8:n:1) 

and is transmit only: 

One (1) start bit 

Eight (8) data bits 

No parity 

One (1) stop bit 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 25 

Transmission at 1200 baud 

The unit transmits data as ASCII symbols in the following digit sequence: 

ASCII [hundreds][tens][ones] 

Carriage return<CR> 

(<CR> = ASCII decimal value 13) 

The radar unit sends the data in this sequence when the TARGET speed display changes. When you press 

the LOCK button, the radar transmits the following digital sequence: 

[hundreds][tens][ones]<CR> 

(<CR> = ASCII decimal value 13) 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 26 

9. Performance Tips Understanding  potential  radar  interference  and what  to  do when  it  occurs  can  greatly  increase  the 

radar’s performance. 

9.1 How Radar Works  

Determining  a  velocity  begins with  the  radar  gun  transmitting  and  directing  a  beam  of microwave 

energy  (radio waves) at an approaching  (or receding)  target. When energy  from  this beam strikes  the 

target, a small amount of energy from this beam  is reflected back to the antenna  in the radar device. 

The  reflected  signal  frequency  shifts by  an  amount proportional  to  the  velocity of  the  target.  This  is 

known as the Doppler effect. The radar device then determines the target velocity from the difference in 

frequency between the transmitted and reflected signal. 

When  the  antenna  transmits  the  beam  of  radio waves,  the  beam  forms  an  elliptical  pattern  on  the 

target  area.  The  beam’s  size  depends  on  the  distance  between  the  antenna  and  the  target.  The 

horizontal beam width  is 12°.The detection area becomes  larger as  it becomes  farther away  from  the 

antenna. 

 Figure 9.1 

Radar beam detection area  When you point the SVR about 10 feet (3 meters) from the water surface, it measures an elliptical beam 

pattern of 2 feet (61 cm) in diameter. Keep this in mind when making measurements of a stream width. 

Take several readings to completely cover the full width of the stream. 

9.2 Interference Sources and Remedies  

When  properly  installed  and  operated, Doppler  radar  technology  is  extremely  accurate  and  reliable. 

However,  variations  in  the  environment  can  cause  situations  and  circumstances,  which  can  cause 

spurious  (erratic and unusually  low or high) velocities  to display. Signs  that a velocity  is  spurious  can 

include the following characteristics:  

a reading appears when no target is in the operational range of the antenna  

a  target  entering  the operational  range overrides  the  interference  signal,  causing  the display 

velocity to change suddenly 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 27 

 

interference  is  irregular and does not provide a valid target history.9.2.1 Angular  Interference 

(Cosine Effect) The cosine effect causes the radar device to display a velocity which is lower than 

the actual water  surface velocity. This condition exists whenever  the  target's path  (the water 

flow  direction)  is  not  parallel  with  the  radar  gun’s  antenna.  As  the  horizontal  (yaw)  angle 

between  the  antenna  and  the  target's  directions  of  travel  increases,  the  displayed  velocity 

decreases. Ideally, an angle of zero (0°) is best. 

 Figure 9.2.1 

An angular error occurs when the target's path is not parallel to the radar antenna.  

Small angles  (less than 10°) have  little effect on accuracy. As the angle  increases, the displayed target 

velocity erroneously decreases, as the following table, Table 9.2.1, shows. At 90°, the target velocity  is 

0—grossly incorrect. 

You will see numbers such as these  if you do not set the horizontal angle compensation option  in the 

software menu. (For how, see Section 7.2 Horizontal Angle Compensation.)  

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 28 

 

Horizontal Angle Degrees 

Actual velocity in f/s 

0  1º  3º  5º  10º  15º  20º  30º  45º  60º  90º 

Displayed speed: 

3  3.0  3.0  3.0  3.0  3.0  2.9  2.8  2.6  2.1  1.5  0.0 

5  5.0  5.0  5.0  5.0  4.9  4.8  4.7  4.3  3.5  2.5  0.0 

7  7.0  7.0  7.0  7.0  6.9  6.8  6.6  6.1  4.9  3.5  0.0 

9  9.0  9.0  9.0  9.0  8.9  8.7  8.5  7.8  6.4  4.5  0.0 

11  11.0  11.0  11.0 11.0 10.8 10.6 10.3 9.5  7.8  5.5  0.0 

13  13.0  13.0  13.0 13.0 12.8 12.6 12.2 11.3 9.2  6.5  0.0 

15  15.0  15.0  15.0 14.9 14.8 14.5 14.1 13.0 10.6  7.5  0.0 

17  17.0  17.0  17.0 16.9 16.7 16.4 16.0 14.7 12.0  8.5  0.0 

19  19.0  19.0  19.0 18.9 18.7 18.4 17.9 16.5 13.4  9.5  0.0 

21  21.0  21.0  21.0 20.9 20.7 20.3 19.7 18.2 14.8  10.5  0.0 

23  23.0  23.0  23.0 22.9 22.7 22.2 21.6 19.9 16.3  11.5  0.0 

25  25.0  25.0  25.0 24.9 24.6 24.1 23.5 21.7 17.7  12.5  0.0 

Table 9.2.1 Actual and displayed velocities at antenna‐to‐target angles 

 

Table 9.2.1 shows the actual velocities (in the left column) and the velocity that displays (columns on the 

right)  if you have not adjusted  the  radar gun  for  the horizontal  (yaw) angle. Note  that  for angles  less 

than 10°,  the cosine error effect on  the velocity  is minimal. Also, note  that  the  table reflects only  the 

cosine  error  from  the  horizontal  angle. When  you  introduce  a  horizontal  (yaw)  angle  and  a  vertical 

(pitch‐down) angle into a measurement, both angles affect the final calculated display velocity. 

 

 NOTE  The vertical (pitch‐down) angles that are less than 60° are automatically compensated for by the tilt sensor. 

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 29 

9.2.2 Electromagnetic Interference (EMI) 

While operating, electric motors can produce EMI.EMI can produce spurious (erratic and unusually low 

or high) target velocities. To correct the interference, simply turn off the source of interference. 

9.2.3 Feedback Interference 

When you direct the radar beam at computer screens, streetlights, and other electronic devices,  it can 

display  spurious  (erratic  and unusually  low or high)  velocities. To  correct  the  interference, move  the 

radar gun’s antenna away from the source of the interference. 

9.2.4 Radio Frequency Interference (RFI) 

The radar gun can  inadvertently process radio energy as Doppler velocities,  including  that  from police 

radios, airport radar, microwave  transmission  towers, CB radio  transmitters, and AM/FM  transmission 

towers. For this type of  interference to occur, the radar gun must be operating very close to the radio 

transmitter. 

9.2.5 Scanning  

The SVR is designed for use while attached to a solid mount or hand held in a steady position. Moving or 

"scanning"  the  antenna  past  stationary  objects  can  cause  the  system  to  detect motion. Obtaining  a 

velocity reading by scanning will not happen when you properly use the radar. 

9.2.6 Environmental Factors: Wind, Rain, & Snow  

Wind moving across a water surface can produce waves, which result  in movement differing from the 

main direction of the water flow. In high‐velocity water flow, this effect is minimal or non‐existent and 

does not affect the measurement. 

However,  in  low water surface flow, such as conditions below 1 to 2 f/s (0.30 to 0.60 m/s), the wind’s 

effect  is  dominant,  so  the measurement might  not  reflect  the  actual  velocity movement.  In  wind, 

position  the  SVR  toward  a  target  area where wind  does  not  affect  or minimally  disturbs  the water 

surface, such as under a bridge or in a sheltered area. 

Rain and snow can influence the accuracy of measurements. In slow water flow conditions, the vertical 

velocity component of rain or snow is dominant. Rain droplets passing in front of the measuring plane of 

the antenna and water surface roughness produced by rain droplets contacting the water surface cause 

this effect. However, in conditions of rapid water flow, these effects are minimal. The dominant effect is 

the surface water flow following the direction of the main open channel. 

In these conditions, take measurements under a bridge, structure, or covered area where rain and snow 

do not dominate the measurement. Take measurements where the main channel flow is dominant. This 

eliminates the potential for errors from environmental factors. 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 30 

10. Care, Cleaning, and Storage   

Avoid spilling food, beverages, and other liquids and substances on the radar device. 

 

When you are not using or transporting the device, store it in its original packaging. 

 

To clean the radar device, use a soft clean cloth, which is free of cleaning solutions. 

11. Specifications   

11.1 Measurement Specifications 

Minimum Velocity  0.3 fps (0.3 m/s) 

Maximum Velocity  30 fps (9.1 m/s) 

Measurement Accuracy  5% of Reading 

 Units of measure can be set to read in feet per second (fps) or meters per second (m/s). 

  

11.2 Factory Default Settings 

Units  M/S (meters‐per‐second) 

Horizontal Cosine  0° 

Sensitivity  10 

 

 

11.3 Antenna Parameters 

Type  K‐Band, IACP Type III 

Nominal Transmission Frequency  24.150 Ghz 

Nominal Horizontal Beamwidth  12° 

Polarization  Circular 

Nominal Microwave Power Output  7 mW 

Maximum Aperture Power Density  <1 mW/cm2 

 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 31 

 

 

11.4 Environment 

Ambient Temperatures  ‐22°F to +158°F, ‐30°C to +70°C 

Maximum Humidity  % relative humidity at 99°F (37°C) non‐condensing 

Water resistance meets International Robustness Standard IEC 529:1989 and European Community Standard EN 60529 Classification IP55.12° 

 

11.5 Voltages 

Supply Voltage Range  8.5 VDC – 16.5 VDC 

Power Supply Frequency  replaceable NiMH batteries 

Low Voltage Threshold  6.1VDC (battery) 8.5VDC (cord) 

 

11.6 Power Consumption 

Standby  .105 amperes 

Antenna ON no target displayed  .170 amperes 

Antenna ON anything displayed  .172 amperes 

Antenna OFF segment check "888"  .116 ampres 

Antenna ON segment check "888"  .180 ampres 

 All currents measured at 13.8VDC with backlight on.     

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 32 

12. Frequently Asked Questions (FAQ) Q. My surface velocity measurement reading is much higher than the last time I took a reading. 

A. If the water surface is smooth with very little or no roughness, the SVR is possibly not receiving 

enough returning radar energy from it. Try to make your measurement closer to the water or in a region 

where some water surface turbulence, roughness, or even floating material is on the water. 

 

Q. I just completed making a measurement and moved to a different spot on the river. Now my 

measurements seem off. 

A. Check to make sure you have adjusted the horizontal (yaw) angle compensation. In high flow 

conditions, an incorrect or improper angle input can yield a significant difference in velocity readings. 

 

Q. The water has some good roughness and waves on the surface, but the radar gun still seems to give 

me a higher and/or much lower reading than I expect. 

A. Make sure you are not too far away from the water surface when making a measurement. This 

distance is sometimes difficult to determine, because the measurement is a function of the amount of 

returning signal to the radar gun. The returning signal directly relates to the distance from the water 

surface and the water surface roughness. The radar gun makes the best measurements, even for very 

low velocities, when it is as close to the water surface as possible. You need to make several 

measurements pointing at the same spot. Try to minimize the horizontal (yaw) angle in the 

measurement. Also, make several measurements at different vertical (pitch‐down) angles to determine 

a consistency in the readings. Make sure you hold the gun steady and at only one angle when making a 

measurement. 

 

Q. I am trying to make a velocity measurement that appears to be lower than 2 fps (.60 m/s), but my 

readings show a higher velocity. 

A. Check for wind effect occurring on the water surface. Wind can affect the measurement of low 

velocities, as example below 2 fps (.60 m/s). If possible, make the measurement in two directions, one 

of the water flowing toward the gun and one away from the gun. Try to make the measurement by 

pointing at the same spot. 

 

Q. I’m making a measurement during a flooding condition. The water is flowing very fast and is very 

turbulent and rough with a lot of debris and floating material. Is the gun giving me a good 

measurement?  

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 33 

A. YES, turbulent water with floating material on the surface provides a good return signal to the radar. 

Note that in these conditions, the radar gun reads many different velocities occurring in numerous 

directions. The radar gun measures all these velocities and provides one averaged velocity value. 

 

Q. While making a measurement, the value is changing every 5 seconds. 

A. The radar gun measures the velocity in 60‐second intervals. When the first measurement value 

appears on the display, it is a result of the radar gun sampling the surface velocity numerous times.(The 

radar gun puts the data values in a type of first‐in, first‐out memory buffer.) As the radar gun continues 

to take samples, it discards and replaces the older velocity values with newer samples then averages the 

values again. The sampling process takes place every 5 seconds within this 60‐second period. This is 

because the hydraulics of the water can change. The radar samples the surface water and provides ten 

averaged values of surface velocity, each sampled in a 5‐second period. After 60 seconds, the radar gun 

averages the ten values together to provide a final velocity value. 

 

Q. When I make measurements, the readings seem to change from high to low velocities to high 

velocities, etc. 

A. Make sure you hold the gun steady when you take a measurement. The tilt sensor that compensates 

for vertical (pitch‐down) cosine error in velocity is very sensitive. Vibration or jerky movements of the 

gun cause incorrect angle readings. 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 34 

13. Warranty  

TWO‐YEAR RADAR WARRANTY 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc. guarantees the radar to be free from defects in workmanship 

and material and to operate within specifications for a period of two years. During this period, Stevens 

Water Monitoring Systems, Inc. will repair or replace, at its option, any component (excluding batteries) 

found to be defective, without cost to the owner, providing you return the unit to the factory. 

The full warranty on parts and workmanship does not include normal wear and tear, crushing, dropping, 

fire, impact, immersion, over‐tightening of screws or damage from attempted repair or modifications by 

unauthorized service agents. 

For repairs, simply return the unit (transportation prepaid) directly to Stevens Water. Refer to section 14 

Service Return Procedure. 

TWO‐YEAR WARRANTY EXCEPTION 

If you purchased the unit under a special buying program, such as a state purchase contract, etc., the 

above warranty may not apply. Please refer to the buying program contract for the appropriate 

warranty terms or contact Stevens Water Monitoring Systems.  

If you are interested in an extended warranty contact your sales representative to discuss options. 

   

 

Stevens Water Monitoring Systems, Inc.    Page | 35 

14. Service Return Procedure  

If you have questions, want a quick problem diagnosis, or need to return your radar unit to the factory: 

Call Stevens Water Customer Service and ask to speak with a Customer Service Representative. 

Have the serial number of the radar unit ready. 

Phone: 503‐445‐8000 or 800‐452‐5272 

Fax: 503‐445‐8001 

If you need to return your radar unit to Stevens Water:  

Ask to arrange for a Return Authorization Number. You will need to give the serial number of 

the radar that is to be serviced. The serial number is located on the bottom of the handle. 

 

Return ALL of the radar's parts in the original packaging (transportation prepaid). 

 

If so directed, include a note describing the problem and/or the incident that resulted in the 

problem. Failure to do so can delay the return of your radar device. 

 

Based on the information that you have given, the Customer Service Representative will issue 

you a return authorization (RA) number. Write the RA number on your note and shipping label. 

 

Return the system to: Stevens Water Monitoring Systems, Inc. 12067 NE Glenn Widing Drive, 

Suite 106, Portland OR 97220 USA RA# XXXXXX 

The customer is responsible for the shipping charges to send the system to Stevens Water Monitoring 

Systems, Inc. 


Recommended