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@+ i$ C6 N; }& ?3 w7 d% n 一、应用场景
$ Z. y7 v, R9 Y" A- b 声学多普勒剖面流量计(H-ADCP)测流系统
1 p* V0 u& K, `6 Z H-ADCP采集高质量的水平剖面数据,借助于智能声波脉冲功能,即使水流条件发生变化,仍然可以获得高分辨率和高质量的数据。特别适用于: $ }# X4 L+ h# W" D2 i7 ~
■混凝土渠道
9 m2 T9 V0 O7 D5 H2 q/ j ■天然河流 , O1 F5 m& y( A; g7 ]
■小溪 ) J+ {; u) l$ d7 P
■灌溉渠道 ! T1 W+ y; b- T7 U Y+ @7 B
■水电水道
. X; j9 K4 a" G0 }- e ■供水渠道
" H4 ? W# R! l* \3 [+ p ■排水渠道的流量监测。
* s+ e; `, ^3 V9 [ 二、需求分析 ) P+ ^- o! }- ]4 I* g k
在河流、渠道的水文信息测验工作中,流速、流量和流向的测量是很重要的工作,传统的流量测验方法主要有流速仪法、浮标法等,测验手段有人工船测、缆道测量等,这些测验方法原理简单明了、实用性强,但是费工费时,效率低。为适应新时代经济社会发展和水利灌区信息化建设的需求,及时向相关部门提供准确的水情信息,需要快速采集河流、灌渠的水流量数据,声学多普勒剖面流量仪测流有不可比拟的优越性。
% _3 w6 t8 z0 Z 三、系统组成
3 L, U: y1 P4 O 3.1系统拓扑图 0 w/ h* m7 W3 Q: B K
 : @" h ^1 d$ X' |
3.2系统组成
6 l p% }4 T7 Z) @/ z( o$ C  6 O1 |) ?3 Z4 _7 |7 R' P' ~! c
设备数量备注 ) P; v; u U( g& H# _% U
H-ADCP 1台适用渠宽100m以内 $ E) E, R# g& b8 E
遥测终端机1台
b$ b0 W. P6 D$ ~2 @) } 供电系统1套根据现场,市电或太阳能供电 / H8 [9 V j. z" J
立杆、安装支架1套根据现场定制 1 c6 Z2 |2 X, O% i) l0 o
物联网卡及通讯费1张/年
l) \, G7 Z) H! g# H 安装、辅材1项 0 P% k' l$ I0 H% u. V, l- J
平台接入1项接入已有平台或新建平台 % g- V, Y3 q- Y; ~
四、测流原理
+ e. P/ V* x$ p7 ]# m r9 i$ g+ ~ 声学多普勒剖面流量计(ADCP)是利用声学多普勒效应进行测流的。从设备的换能器发生一定频率的脉冲,当该脉冲碰到水中的发射物体(如悬浮物质)后产生回波信号,该回波信号被声学多普勒流速仪接收。悬浮物质会随水流而漂移,从而产生多普勒效应(即回波信号额频率与发射信号的频率之间产生一个频差),通过测量得到的多普勒频移可得到相应点的流速。
- t/ D$ d" r& V; U! @8 ? 声学多普勒流量仪安装有2个换能器,换能器与安装中心轴线有一定的夹角,每个换能器既是发射器又是接收器。换能器发射的声波能集中于较窄的范围内也称为声束。假定悬浮物质的运动速度和水体流速相同,当悬浮物质的运动方向是接近换能器时,换能器接收到回波频率比发射波的频率高;当悬浮物质的运动方向是背离换能器时,换能器接收的回波频率比发射频率低。声学多普勒频移,即发射声波频率与回波频率之差: 2 I. k# }/ L; P' v( s S9 p; Y
 " t; B- g/ ~# S& E% s) a( ^
分层数据示意图: 9 X5 O3 G' I; H( }8 D

# S8 k* k4 i. a5 g4 b Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn);
) Z# o8 V: i8 b& ^$ s) J VC=f(Vh,h);S=f(H,W);
/ @4 s& F+ p0 B4 [" E7 x+ ?: s Q=VC*S; # U, P: O1 l8 f7 X
Fsource:发射的超声波频率(Hz)Fshift/n:第n剖面的返回频率改变量(Hz)C:声速(m/s)
6 X* e" R9 x$ ?9 j( V- ] V:反射面的水流速度(m/s)Vh:ADCP所在水层的平均流速(m/s)Vc:河道平均流速(m/s)
& y1 d2 d) |, V5 p H1:河水距离剖面仪的高度(m)D1:分层的层间距(m) 0 G% t6 ]/ ?; [, i2 o6 \/ }3 P
W1:河水的宽度(m)S:河道断面面积
0 D: t- i( v ~' ?0 F Q:河道的总流 / P# l/ m7 P9 x; b
五、系统特点 ; h! y( V9 K7 A; T5 {
新一代流速产品,性能更稳定、测量更精确;分层流速测量,更适应宽流域的流速分布;分层流速流向测量,掌握水体的流动趋势;Web云端数据服务; , S q9 d% K( S: S- X
内置水深测量探头;流量仪简单易用;
; {0 k: j* s& i, x; S9 c9 F! S 内置温度传感器,自动校准声速;内置姿态传感器、水位传感器测量;
- p3 y* O2 r! y8 Q% q0 y 外形小型及流线型的设计,方便安装。
! W/ ?( f) u5 [1 I# \3 `: B 六、安装简介 - V7 [9 P2 h+ Y
(一)安装条件
3 R( w) I& H9 L& M ■仪器安装位置的选择,不能太靠近闸门或水坝; $ n9 R; s: u$ S5 W: X
■采样区域尽可能大;
- S- X' M8 D) [; r$ B% s: }$ o5 k ■采样历时也应增加;
: V9 ]% N" ]* N5 O' o: W ■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上;
* m1 L) S" n/ @: T ■安装位置的水层,有较好的代表性,尽可能避开有回流的地方;
/ F" h; F# K* S ■注意两个声学传感器位于同一水平面上。 2 A5 N2 `' v# `; h* z% q# g
■剖面仪水平安装时:距水底距离:>=300mm,距水面距离:300mm(根据不同的河宽会有变化)
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# t+ B, c1 I1 k: s7 j {; y (二)典型的安装
" b9 E% Z" _8 c% u7 z- b 侧装河道斜坡滑梯式安装 8 d3 N8 p% B3 r! D

% Y) I, o' Y% O5 ` N4 r 侧装--河道斜坡塔架式安装:
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) x: P% l* J, q7 J. z4 a 七、应用效果
6 w# _7 X: r6 p9 U2 D" M  0 m- V8 i4 [+ k, L
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