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一、应用场景
8 d, O2 k! M+ Z# o) S 声学多普勒剖面流量计（H-ADCP）测流系统
1 y" e Q V& E! y/ e$ ~$ ` 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： 6 s+ L# N, q- q( u; t
■混凝土渠道 e) o3 x5 Y! k6 i% ?
■天然河流
+ C$ i, r/ p& ?" ~% u9 H5 h' Q0 J ■小溪 * m6 z8 D( O) h( i# Y3 i
■灌溉渠道 / h3 k7 u* y0 n, q- @7 f) M+ Q$ D
■水电水道
4 _& O! ` E+ p0 Y3 B ■供水渠道
* _2 `3 Z; V1 [8 ]* x ■排水渠道的流量监测。 9 h! Y7 K& h" t) N! c, V
二、需求分析
- Z) d# Q9 E0 s0 Q, u1 u' ^ 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。 8 p0 k* a7 G3 w2 k
三、系统组成 " t( Z* r) C- w9 L
3.1系统拓扑图 1 w- \: y% z- o8 S) E$ |
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3.2系统组成 - _- u1 s$ H! `! N4 q/ i
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设备数量备注 6 Q# w; f+ C5 I! ]# n; ~0 r" N
H-ADCP 1台适用渠宽100m以内 ! S! Z" l4 z0 L9 Y( o
遥测终端机1台
Z8 M0 }* n6 J) N; @ 供电系统1套根据现场，市电或太阳能供电 , }( a0 x# c( Z+ L! v2 G
立杆、安装支架1套根据现场定制
9 o U$ c5 _/ ]9 o1 F% V2 M 物联网卡及通讯费1张/年 3 m2 a+ M- b1 z# p- Q
安装、辅材1项 / p- N; w# x; s4 g2 J4 o
平台接入1项接入已有平台或新建平台 1 Y7 }) ]" o! t7 D3 L+ }% w
四、测流原理 * P* S. U4 Z: p0 r; |# I0 n, a1 W
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。 3 a6 ^& ?/ T3 ?* m4 H1 j- l. Y
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：
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5 Y1 `8 V- J+ r6 r 分层数据示意图：
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, |, R6 r& @% X- d4 g4 z
Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn); & {) Y7 @9 N9 j2 E
VC=f(Vh，h);S=f(H，W);
4 c3 K5 K ~# W X' d3 U Q=VC*S;
; t' P% [- W3 j' P" m1 | 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）
+ g4 U2 N8 [, C- X1 L5 a* ]2 \ 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） 5 C+ j+ h- b4 j/ S% ?
H1：河水距离剖面仪的高度（m）D1：分层的层间距（m）
$ Y% o7 P6 _6 `0 G W1：河水的宽度（m）S：河道断面面积
6 v8 R( p3 S2 t Q：河道的总流 ! ~) u& G, T3 G7 c# |
五、系统特点
; e% w% J, f' d6 g0 }/ O 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；
3 ?7 h% ]! c2 s9 ^% c. ^' M: ]7 X 内置水深测量探头；流量仪简单易用； 9 e6 v. H3 x9 J. m* _# G
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； $ e7 E# ? f7 z+ ~+ U
外形小型及流线型的设计，方便安装。
7 u5 R- z# f$ w* `' H- s 六、安装简介 / X8 [3 H- |0 f N! _
（一）安装条件 7 `0 A* s1 A' r! j, l
■仪器安装位置的选择，不能太靠近闸门或水坝； h- p/ A* I* g# z7 R; Q
■采样区域尽可能大； & ] {/ y& G! J: e/ @8 w
■采样历时也应增加； 8 V; @) y' V3 c5 e7 @
■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上； 8 U! J1 v4 S( J
■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； ) I. |) D+ p; _
■注意两个声学传感器位于同一水平面上。
- Z9 o; X$ l" K( X ■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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（二）典型的安装 & G* w2 [+ T" p0 H, B
侧装河道斜坡滑梯式安装 6 B0 d$ h. ^5 ?' \' {. o
0 w2 X5 ~, I+ D b' V6 R2 U! E/ u 侧装--河道斜坡塔架式安装： # N w& [4 D, t
7 y8 A* Y6 o' }) K$ w6 ?5 v 七、应用效果 + ]" i3 J) z) q* }, t7 Y2 d
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