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2 J+ u/ @8 K3 V/ E! P# o) H1 O 系统介绍 $ |+ o! p! Z. k
声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers- ADCP)是一种根据多普勒效应原理测量载体相对于水底及水流的测速声呐仪器，对河流或海水流场不产生任何扰动，不存在机械惯性，能够真实地反应流场的情况。与机械式或电磁式流速仪接触式测量安置位置处的流速不同，ADCP是一种遥测仪器，它的流速测量点不在ADCP所处的位置，可以测量大范围的流速，一台ADCP就可以代替很多的机械式或电磁式流速仪。
' o; |! A( Y0 {8 q; f5 y 中海达iFlow RP600 型ADCP是中海达自主研发的、具有较高性价比的流速流量测验产品。它采用了最先进的宽带脉冲处理技术，大大提高了测量精度，轻巧方便的结构设计，使得用户在流量测验时，可以灵活的选择拖缆、固定缆道或走航方式进行测量。同时，iFlow RP600为用户搭配一款简洁友好、操作便捷的iFlow流量测量软件，软件输出流量测量相关必要的数据结果，并提供了强大的流速、流量结果的后处理功能，极大减轻了用户测量的工作量。
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中海达iFlow RP600声学多普勒流速剖面仪 4 U, c' Y5 _: M3 o
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为了验证iFlow RP600在流速测量工作中的实际性能，江苏中海达海洋信息技术有限公司（简称海洋公司）对iFlow RP600型号ADCP与传统转子流速仪、TRDI RiverPro型号测流性能进行了对比。 1 P# e0 i* a" o
试验选择在长江大通水文站进行，测试环境：断面宽度1.7km，最大水深28m，水流速度小于1m/s。
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0 I! C5 e0 o$ b$ E1 k' T 试验准备与过程 $ \' s) z* k8 c+ K
由于转子流速仪测流速的局限性，本次测量选择定点测量的方式，即选择固定测点，测量该测点垂线上不同深度100s的平均流速。 1 O/ p: |: ]$ E6 p
将iFlow RP600与TRDI ADCP以舷侧安装的方式，利用安装支架分别固定在船侧，安装GPS使之接入ADCP；将转子流速仪系于测量杆，方便控制其入水。
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1 g; v" j1 r) G% _) |6 T 安装完毕后，测船停在测点处，ADCP设备与软件进行连接，设置软件测量参数，并设置无参考系，以确保ADCP与转子流速仪所测均为水流相对于仪器速度。使用软件控制ADCP发射信号，开始测量，持续获取多个深度单元层流速值，存储在测流结果数据文件中。 V% J% T' h q. N: O
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将转子流速仪置于2m深度位置处，记录测量开始时间，测量约100s，通过转子流速仪手簿获取当前深度位置平均流速值。随后更改转子流速仪入水深度，深度每次增加1m，重复该步骤，分别得到当前测点不同深度流速值。 : _# L- {+ v4 L6 V" J" E/ b9 O8 g
转子流速仪测量结束后，软件控制ADCP结束信号发射，根据转子流速仪不同深度测量起始时间，对ADCP所得数据文件进行截取，截取数据长度为100s，进而获得相应时刻对应深度单元的平均流速。对转子流速仪、iFlow RP600和TRDI ADCP所测得各深度平均流速进行对比。 ) y* m2 J T9 l; G- x( w+ ~
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+ r% J& S7 S# N: c4 T. f 试验结果与分析 - {$ D) K/ @6 w1 Q: S
使用iFlow RP600型ADCP配套软件iFlow打开测量数据，在软件中的剖面表中可以看到当前时刻各深度处的流速大小和方向，而回波相关性及回波强度等数据可以反映该次测量的数据质量。使用软件数据分段功能即可以查看某一时间段内各深度处的平均流速大小和方向，快速得到与转子流速仪测量时间、测量深度对应的流速结果。 $ @9 t: o6 `7 G$ Q' b
8 Z/ ^9 a7 ]) t5 w9 D 同样，软件中流速剖面图也可清晰反应出某一时间段内水流流速随深度的变化，如图选取了10分钟的流速平均剖面。 ' ?3 X- G. B3 h5 r5 I0 q" ?
& H# Z+ M& q* d! { 数据处理后得到不同深度对应的流速。将转子流速仪、iFlow RP600型ADCP及TRDI ADCP得到的流速随深度的变化表现在同一个图像中，三种线型分别表示三种测量方式得到的流速结果。 9 h4 U7 a4 N5 Q+ n- Y
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从图像中观察可以发现，三种测量方式流速整体变化趋势一致，数据结果较为接近，其中，转子流速仪和iFlow ADCP的数据结果十分接近，误差基本维持在1%以下，最大误差3%左右。测量结果远好于测量规范中规定的结果误差在5%以下的点大于75%，并且在试验测量中，流速剖面仪工作稳定可靠，获得的数据质量良好。 8 c9 G+ `# l: l! d
此次流速测量在中海达与长江委员会的合作下进行，长委工作人员及领导全程对试验过程进行监督指导，对试验结果表示充分认可，同时也对中海达iFlow RP600型ADCP的性能给予肯定及赞扬！
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