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【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

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坐底式声学多普勒流速剖面仪

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一、主要用途

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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。

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主要用于河流、渠道等明渠的流速、流量在线监测。

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二、适用范围

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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。

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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。

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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;

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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;

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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;

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6. 其他适用范围与走航式ADCP要求一致。

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三、应用条件

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1.工作温度:-5~45℃;

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2.储存温度:-30~60℃;

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3.移动通讯信号强度:≥0.1MB/s;

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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;

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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; 

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6. 河底需要便于安装,布防坐底式ADCP能够便于实施;

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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;

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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;

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9. 需要定期对设备进行清淤及率定比测。

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四、主要技术指标

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1.频率:1200KHz、600kHz、300kHz;

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2. 流速分辨率0.01m/s ;

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

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4.最小应用水深0.2m;

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5.最大应用水深达到120m;

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

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7.测速范围: ±10m/s;

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

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9.流速方向精度±2° ;

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10.姿态精度±0.1°;

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11.水温精度±0.5°,分辨率0.01;

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12.最小分层厚度达0.1m;

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

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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);

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15.输入电压:(10.5V~36V);

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16.功耗:平均功耗≤3W。

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(来源于网络)

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END

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湘湘外婆
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