【水文科普】水文科技新仪器新技术应用系列之十七——坐底式声学多普勒流速剖面仪 - 声学多普勒流速仪原理

* }9 Z# ^- V# Y" L3 G7 x; h8 k

坐底式声学多普勒流速剖面仪

9 n4 O# c6 {+ Z. y

一、主要用途

坐底式声学多普勒流速剖面仪，又称坐底式ADCP，可以通过利用声学多普勒原理，测量河流或者海洋的流速分层、流速流向及相关流量等水文信息。一般将ADCP下放至水下，固定安装在河底，设定进行连续观测。并通过率定断面流速与指标流速系数，计算出断面平均流速，进而测得流量，进行流速、流向、流量的在线观测。

, ^- M, b" s P& ]4 Z I

主要用于河流、渠道等明渠的流速、流量在线监测。

+ e j& A6 v' D2 n# ~! q

二、适用范围

1.适用于定点流速和断面平均流速能够建立关系的小型河道、农田灌渠、城建排水渠、水电站泄水渠等明渠的流速、水位和流量的在线监测。

2.适合一般性主槽摆动较小、积淤情况不严重、安装垂线代表性好，且周围无水草影响、含沙量少、无渔网干扰等水上作业少的河流、渠道等断面流量测量，可以长期建立固定监测点。

3.主机频率主要有300、 600、1200 kHz等，根据现场断面含沙量的不同，可选用四波束或五波束声学多普勒流速剖面仪；一般而言对于频率，小流速小水深宜选用高频型号，大流速大水深宜选用低频型号；

# D* L% O0 j( x

4.适用于高水位流量监测，适合于常年水深大于2m、小于10～15m，平均流速大于0.3m/s的测站；

5.适用于断面流态相对稳定，无回流或者旋涡、不受顶托影响的测站；

! V# Y# R# k0 F2 V( G7 t/ ~

6. 其他适用范围与走航式ADCP要求一致。

三、应用条件

1.工作温度：-5～45℃；

2.储存温度：-30～60℃；

3.移动通讯信号强度：≥0.1MB/s；

4. 安装于代表性好的定点垂线处水深较大、主槽摆动较小、含沙量不大的断面；

2 j( t0 U/ ^) P9 b6 S

5. 探头易受泥沙淤积掩埋和水生植物缠绕，应注意避开泥沙淤积处、水草生长处、回流等流态紊乱处； 

6. 河底需要便于安装，布防坐底式ADCP能够便于实施；

- W# b0 z( z3 T; `. m* i) k4 k! u! f

7. 应根据现场确定设备的安装位置，评估现场的安装成本、施工难度、后期维护、以及维护成本等重要问题，来确定最佳安装位置，同时需要考虑坐底式ADCP供电、数据传输等要求；

8. 应根据流域断面实际情况，来设计安装位置，安装坐底平台尺寸应适宜，在兼顾平台的稳定性的同时，避免平台太大导致其对流场的扰动、从而影响监测数据准确性；坐底安装平台应有较好的防撞性、密封性；

9. 需要定期对设备进行清淤及率定比测。

1 i" K& s w- }& {4 X3 A

四、主要技术指标

1.频率：1200KHz、600kHz、300kHz；

2. 流速分辨率0.01m/s ；

2 _4 n i9 X4 w( V- b

3.流速测量精度1200KHz：0.3%±3mm/s ；600KHz：±0.25%±2.5mm /s ；300KHz: 0.5%±5mm/s；

; W3 p/ ~1 p+ |& O0 L

4.最小应用水深0.2m;

5.最大应用水深达到120m;

r0 I9 H+ [ p6 b- s- j

6.流速剖面量程：0.2～35 m（1200kHz ）、0.4～80 m（600kHz ）、1～120 m（300kHz）；

7.测速范围: ±10m/s；

; N8 Z$ Y3 }3 w; h, Q8 d! c- m! t

8.测流精度：[0.25%测量值±2mm/s]（1200、600kHz ）、[0.3%测量值±3mm/s]（300kHz ）；

3 V# d9 F* e6 |7 I/ w" s

9.流速方向精度±2° ;

0 w! D. S4 i4 Z/ _ u8 [ R

10.姿态精度±0.1°;

2 T7 ?- m0 ~$ g4 c

11.水温精度±0.5°，分辨率0.01;

4 P3 s5 W/ w7 {, J+ j# f v

12.最小分层厚度达0.1m；

13.底跟踪量程：0.5～55 m（1200kHz ）、0.8～ 120 m（600kHz）、2～ 240 m（300 kHz）；

14.单元层数最大可达260层数据，单元层厚度：0.1～2 m（1200kHz ）、0.2～4 m（600kHz ）、1～80m（300kHz）；

5 C$ v( y+ D, A( C& m5 ~& G

15.输入电压：（10.5V～36V）；

+ g' S- X( S6 d3 J+ {, c

16.功耗：平均功耗≤3W。

' a7 z2 S$ f* I) X$ A/ {

（来源于网络）

. w) I/ o" \3 F6 y* X- u

END

v2 f( \! |0 l. F9 _ O+ v: `* T

% b: B/ [, Y- ~ ; p' S9 n2 J! l6 D4 A( X( v) x C 8 L; h. u5 @9 { t8 c z