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【科普】测流神器:声学多普勒剖面流量计(H-ADCP)测流系统 - adcp声学多普勒流速仪频率

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、应用场景

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  声学多普勒剖面流量计(H-ADCP)测流系统

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  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:

- q: U$ E/ y, [. b1 j; ]$ I

  ■混凝土渠道

5 [% R2 }6 Q" D" N. B# K8 D9 ] `

  ■天然河流

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  ■小溪

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  ■灌溉渠道

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  ■水电水道

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  ■供水渠道

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  ■排水渠道的流量监测。

2 w- M- T8 s. p2 V( D" E, R

二、需求分析

4 Y6 p0 }# Z% G$ r* Z3 N8 C

  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。

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三、系统组成

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  3.1系统拓扑图

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  3.2系统组成

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  设备数量备注

2 x9 K. a( _2 o6 U

  H-ADCP 1台适用渠宽100m以内

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  遥测终端机1台

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  供电系统1套根据现场,市电或太阳能供电

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  立杆、安装支架1套根据现场定制

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  物联网卡及通讯费1张/年

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  安装、辅材1项

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  平台接入1项接入已有平台或新建平台

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四、测流原理

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  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 D! U4 G$ I7 z/ |

  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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: s- g$ ^1 c/ Y& s+ ]: ]" m

  分层数据示意图:

& E, g; N* ~' S& |

9 D) T# l. E8 i

  Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn);

% Z9 S% J1 a# s s1 L

  VC=f(Vh,h);S=f(H,W);

9 O/ I: `+ [+ M; }8 c6 A! ]2 s+ ^

  Q=VC*S;

+ f. i6 \( E! Q" z9 F" P4 ~

  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)

# O% l4 R( i# \9 x9 Z

  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)

I l9 w+ ~' r5 }0 B( H

  H1:河水距离剖面仪的高度(m)D1:分层的层间距(m)

; D+ r" q" ]& |6 k* V

  W1:河水的宽度(m)S:河道断面面积

* I$ H) ~* E# N1 D9 g

  Q:河道的总流

0 v. a% K/ v2 r( D

五、系统特点

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  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;

V+ X2 B& m7 s) ~1 ]

  内置水深测量探头;流量仪简单易用;

* B! ~9 } n# ~9 s; ^) 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;

4 G+ k3 G) W& I2 x1 ~3 h* U4 K

  外形小型及流线型的设计,方便安装。

+ t1 V2 u( X& ^9 G" D% @6 O$ M

六、安装简介

% s+ N' o$ L, V: r) l0 n

  (一)安装条件

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  ■仪器安装位置的选择,不能太靠近闸门或水坝;

) W& N. F- h/ p' H1 @4 b

  ■采样区域尽可能大;

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  ■采样历时也应增加;

4 b2 l/ \+ Q' [1 {! e

  ■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上;

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  ■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;

8 q3 i- x. @, {* e8 ]/ W- [9 `

  ■注意两个声学传感器位于同一水平面上。

' O# x& p0 _5 k$ l3 P- L" A

  ■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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3 H( I- f, c/ o$ ~6 \ M; c

  (二)典型的安装

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  侧装河道斜坡滑梯式安装

6 Y, u- Q7 N# A1 c/ w/ d' Y* S

/ m9 i) M5 S; |/ A4 \# F

  侧装--河道斜坡塔架式安装:

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M& T& a \ Z# L N3 ^- i4 B

七、应用效果

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风亥
活跃在2026-3-27
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