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$ G, w- t/ z. S+ w; K 一、应用场景 8 V' a6 a( E# e9 q- r
声学多普勒剖面流量计（H-ADCP）测流系统 4 |% ]8 C1 e8 [. P7 C- `
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：
" T* K+ M, v# }0 A. G8 q ■混凝土渠道
4 D2 l- F5 X9 ]0 s ■天然河流 ; B9 T2 Y% [. h6 x
■小溪 ( u `7 ]6 A1 P
■灌溉渠道
; m8 a) f4 |* m; Z ■水电水道 5 Z+ Y" S3 Y; s8 P# H
■供水渠道 " [$ s% m: j* m3 w; C% c
■排水渠道的流量监测。
: E( W# P. f( X" \% T" f 二、需求分析
5 [( q6 j6 N4 t 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。 : Z- F" U8 B9 M
三、系统组成
. F& l1 H- a3 `. b' q& ? 3.1系统拓扑图
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# k3 t2 M% v( \$ ?/ U% H+ g 3.2系统组成
; { {+ p: Z5 {% M 
$ I) q |5 O. Q' k0 g8 r. E; Q
设备数量备注 ( ~9 `$ |6 Y6 v! k/ U
H-ADCP 1台适用渠宽100m以内 4 y3 T1 D& D8 _7 k6 N% J
遥测终端机1台
2 T" i# D9 e. R+ S% a0 N. V1 A 供电系统1套根据现场，市电或太阳能供电
% T" s" s3 X* K1 z 立杆、安装支架1套根据现场定制
% {$ s' x& E( }6 N 物联网卡及通讯费1张/年
3 M+ u+ @1 y& m$ Y+ P3 s 安装、辅材1项 / |. k7 f, L7 |9 w
平台接入1项接入已有平台或新建平台
, c, I3 I H" G5 [ 四、测流原理 T/ a3 H- C9 z+ t7 `% h5 Q
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。 $ X0 x3 D( m/ Y0 w$ {
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： o9 E7 o/ Y' h& ~& }2 k
+ v" |# J. j) W! c) ]9 Z/ B; I( L
分层数据示意图： * E% D! y7 k) |9 p5 D
7 G" w5 V& g2 \4 F0 A4 A
Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn);
: _6 A1 M: L+ R$ N VC=f(Vh，h);S=f(H，W);
* v, O% J4 C) V) y$ U, c Q=VC*S;
& I, N: F4 R& ]1 }0 N) ? 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） " i0 v$ d) o# [/ F" c9 I; r, ]
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）
+ X" [! } x9 p- g. t6 s7 t5 U H1：河水距离剖面仪的高度（m）D1：分层的层间距（m） 6 n& K% Z/ p( }2 B2 [
W1：河水的宽度（m）S：河道断面面积 $ @2 x) z' X' H& K
Q：河道的总流 [; G5 u% I% h u+ Z
五、系统特点 : E( L" S8 a( c4 s" X( L8 F
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； 9 M1 c9 { z# [$ M8 C; A
内置水深测量探头；流量仪简单易用；
R, S# |2 q' K( v$ t/ \ 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；
; f. j4 o$ P* V0 J& R 外形小型及流线型的设计，方便安装。
$ e5 ~ q( u0 @6 z! ] 六、安装简介
) u+ _% }; i+ q0 p （一）安装条件 ; x( d6 i( ~: H5 W, Q
■仪器安装位置的选择，不能太靠近闸门或水坝；
/ M. A0 d! o8 c% Q" ~# g( d% f ■采样区域尽可能大； 2 o8 j% f( j+ F8 u4 y4 A
■采样历时也应增加； ; j2 O- R3 A" X( w2 G
■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上； 4 F% |4 v" s6 D' O5 E
■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；
, K) U8 E( E/ L. w8 E ■注意两个声学传感器位于同一水平面上。
7 q7 ^6 A/ {! I* J. q ■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） 8 o4 u, q7 T# w4 h
9 w6 M' h. ]5 K （二）典型的安装 1 }0 h( W, y1 t) }! v
侧装河道斜坡滑梯式安装 1 z# H5 `1 g/ g! ~
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侧装--河道斜坡塔架式安装： ' I2 K( k( B4 d' j0 f0 r# p( f2 @
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七、应用效果
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