【水文科普】水文科技新仪器新技术应用系列之十七——坐底式声学多普勒流速剖面仪 - 声学多普勒流速仪原理

坐底式声学多普勒流速剖面仪

) ^4 J0 d6 F' `7 {

一、主要用途

* q9 h' s- ?* N

坐底式声学多普勒流速剖面仪，又称坐底式ADCP，可以通过利用声学多普勒原理，测量河流或者海洋的流速分层、流速流向及相关流量等水文信息。一般将ADCP下放至水下，固定安装在河底，设定进行连续观测。并通过率定断面流速与指标流速系数，计算出断面平均流速，进而测得流量，进行流速、流向、流量的在线观测。

. h. P: ~' v+ G9 e* Q

主要用于河流、渠道等明渠的流速、流量在线监测。

二、适用范围

$ N8 D* I# T5 t

1.适用于定点流速和断面平均流速能够建立关系的小型河道、农田灌渠、城建排水渠、水电站泄水渠等明渠的流速、水位和流量的在线监测。

2.适合一般性主槽摆动较小、积淤情况不严重、安装垂线代表性好，且周围无水草影响、含沙量少、无渔网干扰等水上作业少的河流、渠道等断面流量测量，可以长期建立固定监测点。

! P# r+ i$ C& c# D

3.主机频率主要有300、 600、1200 kHz等，根据现场断面含沙量的不同，可选用四波束或五波束声学多普勒流速剖面仪；一般而言对于频率，小流速小水深宜选用高频型号，大流速大水深宜选用低频型号；

4.适用于高水位流量监测，适合于常年水深大于2m、小于10～15m，平均流速大于0.3m/s的测站；

& \$ v( c5 X- G3 \

5.适用于断面流态相对稳定，无回流或者旋涡、不受顶托影响的测站；

6. 其他适用范围与走航式ADCP要求一致。

三、应用条件

. Y/ J1 c6 T; c/ ~

1.工作温度：-5～45℃；

% Y$ _" i3 {" F( z# Q3 {

2.储存温度：-30～60℃；

- w: E+ y3 X+ \2 o9 o6 E9 y

3.移动通讯信号强度：≥0.1MB/s；

4. 安装于代表性好的定点垂线处水深较大、主槽摆动较小、含沙量不大的断面；

5. 探头易受泥沙淤积掩埋和水生植物缠绕，应注意避开泥沙淤积处、水草生长处、回流等流态紊乱处； 

1 w! h1 e2 x0 Z) j) ]

6. 河底需要便于安装，布防坐底式ADCP能够便于实施；

; @' p1 o: Q* i* Y! d" n

7. 应根据现场确定设备的安装位置，评估现场的安装成本、施工难度、后期维护、以及维护成本等重要问题，来确定最佳安装位置，同时需要考虑坐底式ADCP供电、数据传输等要求；

8. 应根据流域断面实际情况，来设计安装位置，安装坐底平台尺寸应适宜，在兼顾平台的稳定性的同时，避免平台太大导致其对流场的扰动、从而影响监测数据准确性；坐底安装平台应有较好的防撞性、密封性；

, J2 M" W+ f' g7 r- X

9. 需要定期对设备进行清淤及率定比测。

9 `1 U' Y0 \/ G

四、主要技术指标

% f, A" L1 Q5 @: p1 _8 n

1.频率：1200KHz、600kHz、300kHz；

2. 流速分辨率0.01m/s ；

3.流速测量精度1200KHz：0.3%±3mm/s ；600KHz：±0.25%±2.5mm /s ；300KHz: 0.5%±5mm/s；

% C( D: q) @* ]; D) B0 Y4 e+ ^8 D

4.最小应用水深0.2m;

3 N& n# n/ v( `0 F

5.最大应用水深达到120m;

! M* b8 J8 Z8 R

6.流速剖面量程：0.2～35 m（1200kHz ）、0.4～80 m（600kHz ）、1～120 m（300kHz）；

7.测速范围: ±10m/s；

% H& C$ P: f9 c5 J; V7 e$ |9 K( G$ d5 J

8.测流精度：[0.25%测量值±2mm/s]（1200、600kHz ）、[0.3%测量值±3mm/s]（300kHz ）；

9.流速方向精度±2° ;

# [6 o% v0 z3 m- {

10.姿态精度±0.1°;

c7 q D! |; p& _: ]" C$ [* H3 @

11.水温精度±0.5°，分辨率0.01;

12.最小分层厚度达0.1m；

13.底跟踪量程：0.5～55 m（1200kHz ）、0.8～ 120 m（600kHz）、2～ 240 m（300 kHz）；

$ N& ^6 S/ M8 `8 | h" O# o

14.单元层数最大可达260层数据，单元层厚度：0.1～2 m（1200kHz ）、0.2～4 m（600kHz ）、1～80m（300kHz）；

15.输入电压：（10.5V～36V）；

6 Y# }* b: j7 N6 G% s0 t0 e# \

16.功耗：平均功耗≤3W。

3 P, o# h: d o

（来源于网络）

' a- d) T- K' w! B8 x4 r4 D8 b

END

. R9 |2 N1 n* P& o 4 T! t' \. z6 R V7 ]1 p+ } , S8 N* i; |0 h/ f0 N2 F / h2 E4 y( \7 m0 J2 U$ `+ f