|
2 M9 } e( V* y6 {$ J1 E6 Q
一、应用场景 6 H g j% t& f, r t3 I
声学多普勒剖面流量计（H-ADCP）测流系统
' @1 W+ e& r) f# @ 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：
5 A8 ]/ n/ E5 W6 e# Q, }; [ ■混凝土渠道
. w2 \- M. Y( {; a$ V- h+ p ■天然河流
: B; J( R5 y& j ■小溪 9 B3 s. O! v% d) @
■灌溉渠道
) z* E3 t, X& [ ■水电水道
7 Y ]0 O7 R& P# n ■供水渠道 8 T( j3 \5 _: p; y$ H7 Y
■排水渠道的流量监测。 ) i# M& j q. J# D4 R( _3 j6 S- l- B
二、需求分析 $ t# D+ d3 z2 i% k) o3 ^+ A8 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。 / ?2 G9 R8 T& c: v
三、系统组成 4 Z" l: ]' x/ e" X: w% P
3.1系统拓扑图
! _; z) f9 _1 e/ V3 x/ G0 A E7 `: z8 t 
% |2 l; t, g3 ^; q
3.2系统组成
' A& l! H% l! U& \" x# D 
4 f+ t8 ~- K9 S4 J6 V7 e' N+ r2 R
设备数量备注 ' h: ?, s4 M' ~5 T- h4 m1 G5 C& Q
H-ADCP 1台适用渠宽100m以内 ) Q: G* L3 _- K4 \5 \1 ?
遥测终端机1台 $ l! x) b5 k2 x- M
供电系统1套根据现场，市电或太阳能供电 ' ^! v3 n& h0 P' L
立杆、安装支架1套根据现场定制 8 l% e; F% X/ e+ Y E% Y
物联网卡及通讯费1张/年 5 b4 ~$ o3 a0 r9 D; c
安装、辅材1项
* u8 T+ ?! f0 x7 [- `9 X$ P 平台接入1项接入已有平台或新建平台 . U: |2 O% V: g9 M3 C4 Z p' E
四、测流原理 9 M& t0 b# ]: x, S) C0 h2 U* c5 j
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。
8 [) e* b9 [* o1 D, |- _ 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：
, q$ A3 G* |3 O2 C$ P 
2 m; q; s2 ~* u 分层数据示意图：
/ e$ U- i; c2 W2 h2 K 
: Y s0 k4 ]1 V Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn);
9 ?* W, j9 I2 [8 ]/ g+ T; I( ^4 a VC=f(Vh，h);S=f(H，W);
8 T3 W2 T9 I! n% B Q=VC*S; 1 q7 C |( k: X/ W, 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）
; w5 m( {5 a) _ 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）
, h9 N' d/ E/ \- I, }& T: i H1：河水距离剖面仪的高度（m）D1：分层的层间距（m） ; c+ ]! F) x/ Q5 l
W1：河水的宽度（m）S：河道断面面积
3 E3 R# V4 Z ^ Q：河道的总流 ) |3 n) k8 C" c& ~ Y. N I
五、系统特点 8 M, c+ L* u. p
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； ! p3 b x- i3 v9 J9 T- i- w
内置水深测量探头；流量仪简单易用； ( z7 r2 W1 P4 o" n' `6 c
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； 9 B. N f4 [) V* D- L5 I8 l9 G
外形小型及流线型的设计，方便安装。
d" i5 H* G- p7 C 六、安装简介
" Z6 W0 ?) w$ ~* K& g' H （一）安装条件 2 D" g) e5 W$ X7 r
■仪器安装位置的选择，不能太靠近闸门或水坝； 7 B) i9 g# X# \$ G
■采样区域尽可能大；
% Q' u6 k$ o- X, w ■采样历时也应增加； $ k7 _/ t* S. }7 t9 V8 ^
■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上；
- ]1 d t P0 L ■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； 2 v* K& }# {) }+ C. p
■注意两个声学传感器位于同一水平面上。
2 f. _$ O. Q/ A+ B ■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） ) u! T! Y2 o2 |. m
( ]- G1 I1 ^( \4 [0 ^ （二）典型的安装 & r( e: r- z! R/ F. ~
侧装河道斜坡滑梯式安装
- r3 H: P( Z' z# B! U. b8 S+ e$ R 
7 F8 [" V8 a" R
侧装--河道斜坡塔架式安装： : r( F! P- f, j, x
+ r# I. g' I: I; z) j* F2 ^
七、应用效果
( M4 N* Z1 D5 a& ]& _/ ^ 
$ l- f# w0 f) Q- H1 h* ^9 Q
6 Q l$ F/ ^1 R' r8 F
" d8 s% i/ ]+ U4 k+ {* h$ }
1 R0 m' _: \3 }+ _: V! t3 `% @/ J. p) n' C7 e
| 
