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一、应用场景 ' P! ]7 O+ ]+ b1 W% `; @( A F
声学多普勒剖面流量计（H-ADCP）测流系统
3 Q$ e+ v1 z- X+ g+ ?% E/ ` 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： / F$ B0 I( S4 \: o
■混凝土渠道
" _% a, Y/ e1 G ■天然河流
8 K% l; C ^$ s- o7 a. \ ■小溪 / c3 V% \5 Z( V) F+ q
■灌溉渠道
m( y. G: {( V1 @% ^1 |% G6 A7 T% J* U ■水电水道 7 t# z8 n* |1 n
■供水渠道 1 Z8 Q+ q4 t9 z( H0 X# A5 S
■排水渠道的流量监测。
2 _; ~. p" `% ^* Q 二、需求分析
# @* O& _ k) g. G4 v 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。 . w3 @+ y% \' Y* a a: X
三、系统组成 ; d" ?$ \1 R. y/ _' B
3.1系统拓扑图 $ A' [- J6 B0 L+ t, N$ \$ I. M
: Q: O. E: O0 a6 N: } 3.2系统组成
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1 V$ f9 L5 u r+ x( y$ h
设备数量备注
1 w, M; T' y2 H {# B H-ADCP 1台适用渠宽100m以内
" T. t" n1 x' \/ u& U 遥测终端机1台 ) |$ {, @& a) X( a9 t- _8 S
供电系统1套根据现场，市电或太阳能供电
9 G) C* E6 y! _8 f! j; i 立杆、安装支架1套根据现场定制 ( P. [2 _, {3 b7 D3 P" v; E8 \
物联网卡及通讯费1张/年 7 Y1 u; L$ c ~0 ~9 s: ^/ W. X: z
安装、辅材1项 ! H/ \* g ^/ h
平台接入1项接入已有平台或新建平台
% _/ E* P+ \: p O: } 四、测流原理 ! R" y2 F* V) f/ C# l" m
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。
; H- U5 B" b8 e U 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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6 [2 H2 x) \( _# d$ T; x 分层数据示意图： , N o3 T* w, h
1 x. M# O0 t8 Q: W
Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn); 4 p( Y& I3 {4 b {+ X' A& t* c
VC=f(Vh，h);S=f(H，W); ! M# r5 a+ W( m7 u' j9 `
Q=VC*S;
, o$ y6 E) Y7 {/ p 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） ; x# _! F& j6 F+ b
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）
$ n2 E; s9 L5 V ^ H1：河水距离剖面仪的高度（m）D1：分层的层间距（m）
( q3 x, I* i7 H- ~; v8 U2 G W1：河水的宽度（m）S：河道断面面积
. T; _7 R5 n7 G1 t6 W( ^& N Q：河道的总流 ' e. z9 E$ L# e) A" W* @+ R' B
五、系统特点
9 u4 T, w5 Z% l5 \5 y9 ^. { 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； 3 W4 @8 \; K3 ^8 ]) n- I
内置水深测量探头；流量仪简单易用；
; V4 L' b2 r# `. c- ~0 e& f9 K 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； 8 q; E/ A3 f1 S6 Y/ X( S4 h
外形小型及流线型的设计，方便安装。 4 G h X* x5 R: |# F3 w2 P5 @9 i
六、安装简介
! X& d( B, n9 f- b2 e （一）安装条件
/ a* u$ w$ c# q# v, i" M$ X4 h0 e ■仪器安装位置的选择，不能太靠近闸门或水坝；
% z1 c1 x' [8 m ■采样区域尽可能大； * B1 {: m' J$ e) [
■采样历时也应增加； " J2 k8 f7 V4 m( X
■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上； 7 [' M' \' @9 |& C' U$ m
■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； ) n- |5 M/ j8 ^3 A! b O! E/ I
■注意两个声学传感器位于同一水平面上。 2 h8 U, P% k& c
■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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8 [. y' D7 p; u$ k' f （二）典型的安装
) e* t$ q: y( f8 H5 [ 侧装河道斜坡滑梯式安装 ( x1 l3 O& q7 j& Q: a
. p, z2 b8 O7 O+ W) y; Y" w9 f: b 侧装--河道斜坡塔架式安装：
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七、应用效果 & O9 ~ f" L1 o
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