Nortek生产的单点流速仪ADV操作手册

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仪器交流平台


ADV操作手册

声学多普勒流速仪

Acoustic  Doppler  Velocimeter

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1.仪器简介

     声学多普勒流速仪(Acoustic  Doppler  Velocimeter,ADV)是一种广泛用于实验室和野外的非接触式单点瞬时流速测量工具,可以测量采样体积内水流的三维流速,也可以用来测量泥沙浓度。ADV对流场的干扰较小,但是其测量范围存在一定盲区。

     使用时,需要将ADV的发射和接收探头置于水中。探头会对水流流态产生一定影响,但是由于测量点位于发射探头下方15cm处,因此探头对测量点流速的干扰较小。用户可根据测量需要调整采样体的大小和数据采集频率等参数。采样体高度一般为9 mm, 6 mm和3 mm, 其体积较小,因此常被视为单点流速。

仪器主要参数


流速测量范围(软件中可选)(单位m/s):0.01;0.1;0.3;1;2;4;7

输出采样频率:1-64 Hz

内部采样频率:100-250 Hz

精密度:测量值的±0.5%/±1 mm/s

采样距离:15 cm

采样体直径:15 mm

采样高度(可选):5-20 mm

噪声:16 Hz采样频率下为流速的1%

发射声波的频率:6 MHz

声波分辨率:0.45 dB

声波动态范围:90 dB

温度传感器探测范围:-4℃~40℃

温度传感器精密度/分辨率:0.1℃/0.01℃

温度传感器采样间隔:10min

压力传感器探测范围:0-20m

压力传感器精密度/分辨率:满量程下0.25%/满量程下0.005%

压力传感器采样频率:0.1sec

数据存储:2MB,可扩展到154MB

电池:可充电电池

外接电池:4组直径75mm、长度500mm的电池



2.仪器原理

2.1

ADV流速测量

    ADV传感器发射出去的超声波打到水中,经过反射被探头接收。在这个过程中,将波源和接收探头的位置固定,超声波的频率变化就仅仅与水中散射声波的物质的运动状态有关,即多普勒效应。ADV就是利用声学信号的频率变化推知水中运动粒子的运动状态,进而推算流速,测速精度可达±0.01cm/s。


2.2

ADV悬沙浓度测量

    ADV不仅能够辨识接收到的声波散射信号的频率变化,还能够记录后向散射的声学信号强度。信号强度(指标包括Amp和SNR)与悬沙浓度有一定的对应关系。在合理的浓度范围内(参考值建议为0-1g/L,该区间会随悬沙的粒度性质变化而变化),随着悬沙浓度增加,信号强度指标单调上升。因此,通过标定得到标定曲线后,就可以通过信号强度指标推算悬沙浓度。


3.仪器准备

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图1  ADV主体


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图2  数据线


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图3 电源线


       ADV连接电脑需要ADV主体(图1)、数据线(图2)和电源线(图3)。

    电源线很容易被遗忘(虽然这确实是有点冗余的设计)。没有电源线充电,仪器是连不上电脑的


4. 软件安装

       在Vector program中有三个安装文件,点击Vector-setup.exe,按照提示完成Vector操作软件的安装。

       借电脑的时候,别忘了看看电脑上有没有软件,没有的话就要自己安一下。


5.仪器设置

5.1

准备工作

◆ 用数据电缆将仪器尾端的数据接口和计算机COM口相连接;

◆ 打开操作软件Vector(图4),其界面如图5所示,点击Communication | Connect,若出现如图6所示的对话框,则说明仪器连接成功;

◆ 点击Communication | Serial Port…,确认“Serial Port:”内显示的COM口是否正确

◆为确保有足够的存储空间,点击Deployment | Erase Recorder…,按提示对内存进行清空。


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图4

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图5


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图6


5.2

仪器设置

◆ 点击Deployment | Planning | Using Existing,弹出Deployment Planning对话框;

◆ 在Standard选项卡(如图7)中对以下几项进行设置:

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图7


◆ 完成以上设置后勾选Use Advanced Settings,且进入Advanced选项卡(如图8)。

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图8


点击按钮“update from standard”后,对以下几项进行设置:

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Advanced选项卡右侧的Deployment Planning中,除Assumed duration (days)为设置的测量天数以外,其余皆为软件自动计算获得的结果。在这些参数中,我们需注意Battery utilization (% of 50 Wh)。新电池满额电量为50瓦时,显示的值表明在当前设置下,完成测量所需要的电量。由于目前无法获得电池的剩余电量,因此在电池电量不明的情况下,为保万无一失,应更换新电池(更换过程见4. 仪器维护与电池更换);

◆ 确认所有设置完成以后先按“应用”,后按“确定”;

◆ 点击Deployment | Start Recorder Deployment…,出现如图9所示的对话框,对开始时间(或者可以选择“Start Now!”立刻开始测量)、文件名、备注等内容设置完毕后,选择“OK”;

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图9


◆在弹出如图10所示的对话框中,选择“是/Yes”,保存设置文件,以便以后可再次使用;

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图10

◆在后续弹出的对话框中,都选择“保存”、“Yes”、“OK”或“确定”,直到出现如图11所示的对话框,在检查完所有设置没有问题之后,按下“Confirm”按钮,完成所有设置。

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图11



6.数据导出和转换

6.1

数据导出

◆ 仪器上岸后,重复5.1的前两个步骤,将仪器与计算机相连接,点击Deployment | Stop Recorder Deployment,仪器停止工作;

◆ 点击Deployment | Recorder Data Retrieval,在弹出的对话框(如图12)中,选择要导出的文件,按“Retrieve”,完成导出后按“Done”关闭窗口。导出的文件为.vec文件(如图13所示)。

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图12


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图13



6.2

数据转换

这一操作可将不可读的二进制文件(.prf文件)转化为可读的ASCII格式的文件,操作过程如下:

◆ 点击Deployment | Data Conversion…,在弹出的如图14所示的对话框中,按Add file…选择需要转换的文件,再按红色圆圈标志出来的按钮,确认弹出的如图15的对话框中的信息后,按“OK”;

◆ 待图14中的进度条满格后,按“Done”完成转换。

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图14


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图15



6.3

获得数据的直观浏览

利用Nortek公司官方网站上提供的后续技术支持,可对Vector的数据快速而直观的浏览。其操作过程如下:

◆ 安装浏览软件ExploreV;

◆ 打开ExploreV,点击File | Open data file…,选择需要浏览的文件(.adv或.dat文件),即可通过图像直观掌握数据情况(如图16所示)。

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图16


6.4

数据后处理

Vector数据量比较大,不建议使用Excel处理。

可使用.dat、.pck、.sen、.vhd等文件(或将其转成记事本文件),用Matlab、SPSS、VB等软件处理。


7.电池更换与仪器维护

7.1

电池更换(图17)

◆ 用仪器箱内工具盒中的专用螺丝刀拧开仪器尾部的4个螺丝;

◆ 断开电源接口,小心取出旧电池(图中②所在位置);

◆ 将新电池(新电池可向实验室老师借取)和干燥剂塞回电池座槽,接好电源接口(图中③左侧的白色块即为两片接口),盖上机盖,将4个螺丝拧回原处。

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图17



7.2

电池电量说明

◆ 使用万用表的电压档测量电池包的空载电压,新的电池包都在14.5 V以上;

◆   当电池包的空载电压低于11 V,电池就需要报废。


7.3

仪器维护和注意事项

◆ 长期不使用仪器时,请将尾部电源接口断开;

◆ 数据接口避免进水。仪器下水时,在闷上闷头以前,请在接口处涂抹硅胶;

◆ 及时清除附着在压力探头上的脏污;

◆ 仪器使用完毕后,请用淡水清洗机身和换能器,擦干后用网兜罩住换能器一端,整理好仪器箱,归还仪器室。


【说明】如在使用过程中还有疑问,可以参考操作软件Vector界面中Help Manual(PDF)生成的PDF版用户使用手册。





江海智绘

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文字整理:大江 小海

推送编辑:大江 小海

联系方式:hhqy2019@163.com

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本手册只是技术交流,不用作商业用途!







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