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1 \/ ^: `7 J+ `$ _/ ]( \ 一、应用场景 ' ]" c. N5 G$ H( v
声学多普勒剖面流量计（H-ADCP）测流系统
- S# E! }. j# p) D7 Y( V, h 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： : Q2 T6 w$ Z3 I
■混凝土渠道
1 t+ b- F: [# J1 h ■天然河流
* N9 G2 e d9 M ■小溪 7 M- U J( J! g1 F" Y: O8 u
■灌溉渠道 $ f- b9 V, ]& J: I
■水电水道
8 u* A% K# t z% Y" y5 s ■供水渠道
3 D1 W) q5 Z% D2 R. g ■排水渠道的流量监测。 . b& y" w _8 U; H4 L3 `& S
二、需求分析 4 h$ k; ^/ y5 `
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。 " q' @% O1 T& I4 `5 T$ M7 l5 h
三、系统组成 & |! L; p* n' I5 I* g- g
3.1系统拓扑图 ! k' U% K; M7 ~7 r9 v- W
6 y( ^* U! C% N; B7 q: M 3.2系统组成 # z9 d% w. U* L, R' |/ X
8 x5 E1 o4 Y6 X( l: V 设备数量备注 # o" A2 d, G9 B1 |# V
H-ADCP 1台适用渠宽100m以内
( r* w! {) }/ q7 G9 a/ L. F 遥测终端机1台
6 J7 [2 g9 K' b, G& t* W 供电系统1套根据现场，市电或太阳能供电 5 D8 t# z! G8 q! R, W
立杆、安装支架1套根据现场定制 " p$ y3 e) B; R$ G* v, n
物联网卡及通讯费1张/年 ) `2 s; m9 u' Y
安装、辅材1项 ! z6 T4 q- [/ e# i% u4 C8 B
平台接入1项接入已有平台或新建平台
* W' c o( i, t9 Y) Z 四、测流原理
; l% H4 R6 W' I2 ~$ \0 ^2 z 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。 4 M7 y% h- |1 C+ T6 N, j0 k5 t1 v
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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8 L" {. ~3 G! G5 T4 X" U 分层数据示意图： : f! e- Y! i& U( U R+ c
0 ]6 S: {) g' e$ b1 ] Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn);
7 ?! F2 {4 E. f/ | B& O8 K, d VC=f(Vh，h);S=f(H，W);
: h8 ]9 U I% p Q=VC*S; 3 K2 j' n4 E# ?7 w
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）
* l5 A, N3 v0 _ 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）
b! W ?: g: E8 P2 y# c H1：河水距离剖面仪的高度（m）D1：分层的层间距（m）
. _9 ~( p6 C: p' ^" U W1：河水的宽度（m）S：河道断面面积 " H. }# h" y1 F) k0 l
Q：河道的总流 2 w+ D) X* b8 @* B) \' \) I g" N/ @
五、系统特点 + _/ ~/ X; Z3 U/ g" X
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；
! I) C, r7 F$ @ 内置水深测量探头；流量仪简单易用；
( R1 ]: R9 C$ f* H4 K! r- g8 h 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； $ U0 x5 }% H: w" L" d. [
外形小型及流线型的设计，方便安装。 # s Z6 p- d$ R+ M/ I! o7 g
六、安装简介 6 \* d1 `# C, i4 K& S7 O/ X
（一）安装条件
4 w2 ?7 X1 n3 U ■仪器安装位置的选择，不能太靠近闸门或水坝； # I/ `2 ]+ q1 g" z' E1 s% A
■采样区域尽可能大；
& Q/ j q: b0 l5 M; {- P1 n ■采样历时也应增加； / _$ `" s4 T1 r# L
■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上； * g8 }% I. J, i& c; C& P( x( ^
■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；
" k6 k& [: E" B- x, O ■注意两个声学传感器位于同一水平面上。 1 H* h @/ O7 W, \. O. q6 R- I1 E0 F" 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） " T ]9 F$ b6 x$ h$ {
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（二）典型的安装 ! M: J8 O! n$ k+ w8 Y+ n
侧装河道斜坡滑梯式安装
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% X) k1 |" S; e2 m$ t. U; t 侧装--河道斜坡塔架式安装：
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+ I( Q7 z* w; p8 O, ^% ~ 七、应用效果 $ x# H. m$ L% J3 |% ^2 ^0 A2 }( }- J
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