2004年10月
水 利 学 报
SH UI LI X UE BAO
第10期
收稿日期:2003209210
基金项目:国家自然科学基金(40106009);“973”项目(2002C B412401)
作者简介:王爱军(1977-),男,辽宁平罗人,研究生,主要从事海洋沉积动力学研究。
文章编号:055929350(2004)1020077206
声学多普勒流速仪盲区数据处理及其在长江河口区的应用
王爱军,汪亚平,高抒
(南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室,江苏南京 210093)
摘要:本文基于边界层理论,在估算声学多普勒流速仪(Acoustic D oppler Current Profiler ,简称ADCP )水表和底部的观测盲区流速作了初步探索。根据长江口南港定点观测获取的ADCP 潮周期流速剖面数据的分析结果,在涨急和落急阶段整个水层均为边界层,流速剖面呈对数分布。因此,利用卡门-普朗特公式外插,计算ADCP 盲区的流速,与在盲区放置的直读式流速仪测得的数据相比,平均相对误差分别为213%～219%。某些数据点的偏离可能是由于悬沙浓度分布的变化而引起的。
关键词:流速剖面;ADCP ;盲区流速计算;长江口中图分类号:T V143
文献标识码:A
海洋环境流速剖面的研究由来已久,早期的现场观测研究可以追溯到20世纪中期[1]
,研究区域涵
盖大陆架、河口海岸环境
[2～4]
。这些观测大多是利用传统流速仪进行观测,难以获得整个水层的连续、
高频流速数据。而声学多普勒流速剖面仪(ADCP )克服了这一缺陷,它可以同时测定多层位流速[5]
,因而得到了广泛的应用[6]
。但是,由于ADCP 探头电子设备、探头外壳及船体的影响,产生“激振效应”,因此在靠近ADCP 探头的区域接收到的信号是发射脉冲消失后继续存留在水层中的能量,而不是多普勒漂移信号;此外,由于4个探头与垂直方向的夹角为20°,底部回声信号因此而受到干扰,产生“旁瓣效应”,所以分别在水层的上部和下部各形成一个盲区。下部盲区的厚度约为水深的6%,而上部盲区的厚度不仅与探头放入水下的深度有关,还与ADCP 的工作频率、在观测过程中的参数设定等因素有关[7]。由于近底层水流流速在河口悬沙的水平输送及底部再悬浮过程的研究中,起着非常重要的作用
[8]
;同时,在河口断面物质通量的计算中,水层上部和底部的贡献也非常大,因此有必要对ADCP 盲区
内的流速进行估算。本文利用ADCP 在长江口定点观测的数据分析潮流流速剖面分布特征,基于水流边界层理论模型对ADCP 的盲区流速数据进行估算。
长江口在徐六泾以下被崇明岛分为北支和南支,南支在长兴～横沙被分为北港和南港,南港又被九段沙分为北槽和南槽,形成三级分汊,四口入海的河势。根据30多年的统计资料,年径流总量为9240×108
m 3
,洪季5～10月的径流量占年径流量的7117%,枯季11月至翌年4月的径流量只占2813%[9]
。长
江口潮波受东海前进波和黄海旋转波的影响,潮波性质既不是典型的前进波,也不是典型的驻波,而是两者兼有;从分潮的振幅看来长江口M 2起主导作用,但随着潮波继续向河口内部传播,在水深、地形及径流的作用下,逐渐发生变形,浅水分潮明显增大,因此,在口外海区的潮汐性质属正规半日,在河口内部属于非正规半日潮:长江口拦门沙地区多年平均潮差2166m ,在河口浅海地区具有比较明显的时空变化特征
[10]
。
1 研究方法
111 现场流速观测 2002年10月29日,利用美国RDI 公司生产的600H z 宽幅ADCP 在长江口南港水
道A2站(N :31°20′45″,E :121°40′41″
)进行定点水流观测(图1)。该仪器的水深测量范围为017～75m ,最大水层单元数为128层,流速分辨率为010001m Πs ,声波发射器与垂向的夹角为20°。A2观测站位低潮水深约为13m ,本次观测所设定的单元层厚度为0152m ,ADCP 探头置于水面以下1145m 处,BE AM3指向
船头。同时,将英国Valeport 公司生产的106型流速仪悬挂在水面以下112m 处,其数据记录时间间隔为1s 。定点观测期间的潮相为大潮过后第5d ,观测期间为阴天并有小雨,东南风5级左右。
图1 长江口及观测站位
112 盲区流速计算 在水流与底床之间,由于摩擦阻力的存在而在液-固界面上形成一个边界层。边
界层的厚度与水流流速、潮汐性质、科氏力等因素有关,其表达式可以写为
[11]
δ=010038[(U a σ-U b f )Π(σ2-f 2
)](1)
式中:U a 、U b 分别为沿水深平均后的流速在x 、y 方向上的流速分量,对M 2分潮为主的半日潮,σ=114
×10-4
s
-1
,f 为科氏参数,在长江口地区,f =71577×10
-5
;根据公式(1)计算结果,长江口地区涨急时刻
的边界层最大厚度大约17133m ,落急时刻的边界层最大厚度约17136m 。在边界层内部,流速剖面可以用卡门-普朗特对数分布公式表达
[12]
u Πu 3=1Πκ×ln (z Πz 0)
(2)
式中:u 为距离海底高度为z 处的水流流速,κ为卡门常数(在海洋环境中,κ=014),u 3为摩阻流速,z 0
为底部粗糙长度,根据观测得到的流速剖面的回归方程可以解出u 3和z 0
[4,13]
。
对于获得的流速数据,按照ADCP 给出的数据质量指数进行分类,将数据质量指数小于100%的数据剔除。为了减小脉动引起的误差,对观测数据进行了1min 平均化处理,然后对水平流速U a 、U b 分别沿水深平均,并根据式(1)计算出A2站的边界层厚度;若ADCP 盲区水层位于边界层内,则根据式(2)计算出盲区内各点流速。为了验证根据流速结构分布曲线描述流速分布在盲区内的可靠性,利用Valeport
流速仪的观测数据进行对比分析。对Valeport 流速仪记录的数据进行1min 平均化处理后,与根据式(2)计算得到水面以下112m 处的水流流速进行对比,并根据下式来计算相对误差
Er =100Πn ×
∑|
(U c -U )ΠU |(3)
式中:Er 为平均相对误差(%),U c 为根据卡门-普朗特公式计算得到的流速(m Πs ),U 为Valeport 流速仪实测的流速(m Πs )。根据误差计算结果,分析误差原因,判断ADCP 盲区流速计算的可靠性。
2 结果与讨论
211 ADCP 盲区流速计算值与实测值的对比 在本次观测中,上部盲区厚度为2144m ,底部盲区厚度约
为总水深的6%。由式(1)计算出A2站点整个潮周期内边界层厚度的变化过程(图2)。根据边界层理论,长江口流速剖面在边界层内符合卡门-普朗特对数分布模型,因此,可以利用式(2)计算上、下部盲区流速值;选择水面以下112m处整个潮周期内的计算流速值,与Valeport流速仪观测得到的数据进行对比并根据式(3)计算误差(图2)。
图2 长江口A2站潮周期内水深、边界层厚度、流向变化过程及流速计算误差
由图2可以看出,在涨憩和落憩阶段,水流分别处于涨潮-落潮和落潮-涨潮的转向阶段,河口上、下部水流结构和流向出现分层现象[10];在水流剖面上因分层现象而会出现多个边界,且各边界位置及厚度不断发生变化,剖面流速结构非常紊乱,需要经过多次实际观测结果研究流速剖面变化的规律,不能简单地利用式(2)来进行剖面流速计算。在涨急(15:00～17:00)和落急(22:00～0:00)阶段,整个水层都位于边界层内,且水流方向稳定,根据边界层理论,可以利用式(2)计算盲区流速。因此,本文只讨论涨急和落急阶段的ADCP盲区流速的计算。
涨急和落急阶段ADCP盲区流速的计算值和Valeport流速仪记录的流速值之间有良好的相关性(图3)。在涨急阶段,计算值与实测值的差值有正有负,但正负波动范围非常小,平均相对误差仅为213%:在落急阶段,流速计算值与实测值的差值大部分为正值,即计算值在大部分情况下是大于实测值的,其波动的范围较大,平均相对误差为219%。整个流速剖面的分布存在两个边界层,即底部边界层和上部边界层。上部边界层由于受表面风力的影响,会改变上部边界层厚度,并引起上部流速剖面形态发生变化[14]。在本次观测过程中,风向为东南风,与涨急阶段流速方向一致,风浪对表层涨潮流影响较小;但在落潮过程中,风浪作用会使表层水流流速减小,而利用式(2)计算得到的是理想条件下的ADCP盲区流速,因此实测得到的流速值小于计算值。此外,系统误差也是影响因素之一。Valeport流速仪与ADCP 都有各自的观测精度和误差范围,利用Valeport流速仪来验证ADCP盲区流速计算的可靠性,这本身就会产生一定的系统误差。此外,长江口地区底部有浮泥层发育,并且对底部边界层流速分布有一定影响[15]。但已有研究表明,底部浮泥层在涨急和落急阶段并不很明显[16],本文研究的是位于具有显著固-液界面之上的流速剖面,因此,可以忽略浮泥对其上部水流边界层流速影响。总体上,图3的结果表明,可以利用流速对数分布公式来计算涨急和落急阶段ADCP的盲区流速。
212 河口流速剖面特征 根据计算得到的ADCP盲区流速值,可以得到涨急和落急阶段整个水层的流速分布特征。为了进一步分析长江口流速剖面特征,选择涨急、落急两个时刻作为研究对象,每个研究对象的时间长度为2h,等间隔地选择5个剖面进行分析(图4)。
图4 长江口A2站位不同时刻流速剖面分布特征
边界层厚度计算结果表明,在涨急和落急阶段,整个水层都处于边界层内部;由边界层理论可知,在边界层内部的流速剖面分布可以用对数公式表示。由图4可以看出,在涨急和落急阶段,整个流速剖面都呈现出非常好的对数分布(相关系数见表1),但仍有部分数据点偏离了对数曲线。秦荣昱等人指出,卡门常数κ原意为紊流交换系数,实质上也是反映流速分布变化的一个参数,取κ=014只是一个平均值,而实际上κ是随着周围水流环境的变化而变化,从而对水流流速分布产生影响[17]。但在长江口地区,利用秦荣昱等人提出的根据κ值变化,来计算水面以下112m处的流速,其误差较大(图3)。因此,
对长江口地区,流速数据偏离理论曲线并不主要是由κ值的变化引起的,河口悬沙浓度剖面的变化可
能是引起流速偏离理论曲线的主要原因[12]。在涨急初期,河口底部悬沙浓度增加,底部流速偏离了对数曲线;随着涨急的进行,悬沙浓度迅速向上扩散,在涨急中期达到了平衡分布状态,流速剖面非常好地符合对数分布;到涨急后期,由于悬沙浓度剖面发生变化[18],流速剖面较多地偏离了对数曲线。在落急初期,悬沙浓度剖面形态又发生了变化,从而引起流速剖面形态也发生了变化,较多地偏离了对数曲线;随着落急的进行,悬沙浓度剖面形态趋于稳定,流速剖面也较好地符合对数曲线。同样的现象在其他河口地区也存在[3,19,20]。
表1 长江口流速剖面拟合相关系数
涨急时段相关系数落急时段相关系数15:0015:3016:0016:3017:0022:0022:3023:0023:300:00 019914019799019904019968019726019764019958019913019853019826
213 单宽流量计算 在计算河口单宽流量时,对盲区内流量的计算是一个值得关注的问题。一种可能是利用邻近水层单元流速数据作为表层和底部盲区的流速数据进行计算,即常数外推法(方法Ⅰ):此外,在水流结构分布比较稳定且符合对数剖面时,可以利用由对数剖面计算的盲区流速进行单宽流量计算(方法Ⅱ)[21]。用两种方法计算了长江口地区涨急和落急阶段单宽流量(表2),结果表明,方法Ⅰ计算得到的单宽流量比方法Ⅱ的结果大2%～8%。利用常数外推法计算底部盲区流量时,忽略了边界层对底部水流速度的影响,导致底部盲区的计算流量偏大;根据边界层流速的对数分布模型,可以较准确地计算底部盲区的流量,物理意义明确,更符合实际情况。
表2 长江口A2站涨急和落急单宽流量(m3Πs)
涨急单宽流量落急单宽流量
层位计算方法
15:0015:3016:0016:3017:0022:0022:3023:0023:300:00
上部Ⅰ1162116611791189117011491156116111511148
盲区Ⅱ1169116311831190116611501157116011481146
底部Ⅰ0182016911021103018811031104019001810183
盲区Ⅱ0143013601550150014301350166014901700153
全部Ⅰ101831015912101121261012691289152914381898178
水层Ⅱ10152101241115911174917781619114910181758145
3 结论
本文通过对ADCP及Valeport流速仪的观测数据进行分析,得出以下结论:(1)由于在一个潮周期内,长江口地区边界层厚度出现有规律的变化过程,且在涨急和落急阶段,整个水层都处于边界层内部,因此可以利用对数分布公式计算ADCP盲区流速。将计算得到的流速值与直读式流速仪测得的流速数据进行对比,验证上部盲区的估算结果,发现两者有较好的相关性,其平均相对误差分别为213%、219%。(2)根据计算得到的ADCP盲区流速值,点绘出整个流速剖面形态,结果显示,在涨急和落急阶段的流速剖面非常好地符合对数分布,其相关系数都大于0197。一些数据点偏离了对数曲线,可能是悬沙浓度垂向分布的变化所致。(3)利用常数外推法估算的单宽流量比对数剖面法的结果偏大,主要是由于前者未能考虑到底部摩阻作用造成的流速递减现象,高估了底部盲区内单宽流量;根据边界层流速的对数分布模型,可以较准确地计算底部盲区的流量。
致谢:南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室贾建军在数据导出与处理过程中给予了极大帮助,高建华、李占海、杨
及华东师范大学河口海岸重点实验室蒋智勇参加了野外工作,谨致谢忱!
参 考 文 献:
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Determination of current velocity in blank layer of ADCP
W ANG Ai2jun,W ANG Y a2ping,G AO Shu
(Nanjing Univer sity,Nanjing 210093,China)
Abstract:Based upon the boundary layer theory the method for determining the current velocity in the blank layer of ADCP(Acoustic D oppler Current Profiler)is proposed.It is assumed that the tidal flow during the ebb or flood maximum period is a boundary flow and the vertical velocity distribution follows the logarithmic law.Thus,the velocity in blank layer of ADCP can be determined by using extrapolation method based on the K arman2Prandtl equation for boundary layer flow.The com paris on of the calculated velocity with measurement data by means of Valeport106current meter shows that the relative error is in the range of213%-219%.S ome deviations observed may be due to the variation of suspension distribution.
K ey w ords:current velocity profile;Acoustic D oppler Current Profiler(ADCP);velocity in blank layer; changjiang Estuary
声学多普勒流速剖面仪 第一章说明 谢谢您购买Nortek.Aquadopp剖面仪。这个剖面仪设计的思想是提供给你们多年的安全和可靠的服务。 这个剖面仪在水中采用声学多普勒效应测量水流剖面。它的设计是为定位应用程序，并且可以配臵在底部、钻塔停泊处、浮标上或其他任何固定结构。这是一个完整工具，包括所有部件，这些部件需要带有数据存储在内部数字记录仪的自包含的配臵。典型的应用包括海岸研究、在线监视和在河流、湖泊、海峡的科学研究。 Aquadopp剖面仪用用三个倾斜25度的声束在用户选择的单元中精确地测量水流剖面。如果系统安装的好的话，内部的倾斜度和指南针传感器告诉水流的方向，高分辨率的压力传感器提供深度和有关潮水的上升。这个标准的9MB的记录器和内部的碱性电池对于2—4个月的部署是非常充足的。 通过增大至161MB的内存和外部锂电池甚至充电电池可以使部署次数可以增加或者取样计划加强。通过用外部电池筒进行进一步的扩展也是可行的。 实际应用 快速的看一下Aquadopp剖面仪你会感觉到它只是一个很容易部署的小且实用的水流剖面仪。它提供完整的水流剖面并且形成一个标准，这个标准具有所有要修改的东西，比如内部记录、指南针、倾斜度、压力、温度、软件、海底电报等等。 开始 要想正常运作： 1 在你用Aquadopp之前，必须阅读这个用户指导的第二、 三、四章从而熟悉这个水流剖面仪。 2 按照第五章的步骤完成Aquadopp的接受控制和功能 测试。 3 按照第六章的步骤开始使用Aquadopp。 4 按照第十章的步骤进行定期保养。 保证 为了保持现代化并且能从厂家得到消息和技巧，您应该在我们的网址上注册。用Internet登陆https://www.doczj.com/doc/0d4249509.html,/newsletter.php。输入您的名字、电子邮件地址和有兴趣的话题。
1．结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 一、本课题的研究背景及意义 随着我国经济建设的高速发展，人民生活的不断提高，道路上各式各样的车辆数目也在大幅上升，也使得交通违章不断增加，给道路交通和人民的生活带来了极大的威胁。由于汽车工业的不断进步,行驶在道路上的车辆速度越来越快,交通事故发生的频率也不断增加。众所周知，交通事故的发生大部分是由驾驶员的超速驾驶造成的。为提高汽车运行的安全性，减少交通事故的发生以及快速检测车辆行驶中的速度，所以有了测速仪的问世。 随着科技的进步，由雷达传感器制作的测速仪已经广泛应用于车辆测速的行业中，实现对车辆速度准确，快速的测量。该测速仪结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆的速度测量中。测速仪的发展动向是把测速仪的准确性，稳定性和可靠性作为重要的质量指标。 二、本课题国内外研究现状 我国测速仪的应用和研究起源于八十年代，伴随着我国经济发展，由最初的简单雷达测速仪发展到现在的超声波，激光等多种测速仪，同时在误差补偿，超速报警，便捷等多个方面的研究和发展取得了长足的进步，由以前的单一，简单，笨重的测速仪演变为如今的多样，复杂，小巧，为我国的交通做出了巨大贡献，同时涌现了广州科能，西安光伟等一大批骨干测速仪制造企业，基本上形成了中国测速仪目前的发展格局。 雷达测速仪是根据接收到反射波频移量的计算而得出物体的运动速度，雷达测速易于捕捉目标，无须精确瞄准，可以采用手持的方式，在车辆的运动中进行测速。在中国的雷达测速仪发展中，雷达测速仪越来越向着高精度，高智能，高便捷的方向快速发展。 面对风起云涌的国内外市场及日新月异的中国经济，我国测速仪的发展和应用依然存在着非常严峻的问题。在2010年的国家测速仪调查报告中，我们可以看到我国的测速仪采用国外进口的测速仪占很大的比例，其中居多来自美国，日本。主要是因为我国的测速仪在质量，测量误差，报警设计方面离国外的测速仪还有一定的差距，但在近年的研究中，我国的测速仪发展还是取得了好大的进步。
多普勒流速仪 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
多普勒流速仪 多普勒流速仪哪家好，推荐南京丹溪环保科技有限公司。多普勒流速仪的相关问题，可以咨询南京丹溪环保科技有限公司。手持超声波多普勒流速仪，产品用途：可广泛适用于水文、水利、明渠、供水排水、实验室、矿用、地下井、冰期等场合的流速测量。 型手持超声波多普勒流速仪是一款便携式设计，携带轻便，操作简便的测流仪器（毫米级低流速测流优势，国内乃至国外不可达到）。 ■仪器简介 手持超声波多普勒流速仪是应用超声“多普勒效应”原理制成的超声测流仪。用超声波技术探测流速，测量点在机体前方，不破坏流场；测量精度高，测流线性，可测瞬时流速，也可测平均流速；无转动部件，不惧泥沙堵塞和水草缠绕，探头坚固耐用。 ■性能特点 ★测量精度高，量程宽，可测弱流，也可测强流； ★感应灵敏，分辨率高，不受启动流速限制； ★响应速度快，可测瞬时流速，也可测平均流速； ★测量线性，不存在校正曲线的K、C值； ★无机械转动部件，不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题，最适用于泥沙悬浮物含量高，水草等漂浮物多和极其严苛的冰期场合的河流中测量。 ■功能介绍 ★迷你型手持主机便于用户携带和测量观测；
★大屏幕液晶显示具有连续背景光功能； ★内置完整时钟，方便用户校准和查询时间； ★配有数据读取软件，实现数据存储、打印和输出功能； ★实时显示瞬时流速和平均流速； ★测量模式分自动测量和手动测量，满足不同场合的用途。 ■技术参数 1. 测流范围：～s 测量准确度：±%±1cm/s 2. 工作水深：～20m 3. 测量方式：自动和手动两种 4. 测量间隔： 自动方式：分0～120分钟选择值，以5分钟为最小递增或递减间隔单位手动方式：可单次或连续多次测量，间隔任意 5．测速历时：自动方式：60秒、100秒二种 手动方式：10～120秒，递增或递减键选择 6．工作电源：DC12V ±10%，内置锂电池，充满可连续测量＞200次 7. 接口：USB或串口（可根据用户需要，提供GPRS、GSM无线远程通信功能） 8. 整机体积和重量 探头尺寸：390×140×140mm，重量：㎏ 主机尺寸：209×110×40mm，重量：㎏ 外包装箱尺寸：595×195×355mm 9. 测试方式：◆1 悬吊测量； ◆2 插杆测量。 10.流量=流速x截面积（断面面积即为三角形、矩形、梯形和柱形）用户可自行计算。 流量可以另行加载在程序，供用户使用， 南京丹溪环保科技有限公司是专注于环境监测领域的高新技术企业，落户于南京江北新区科技创业服务中心，公司核心成员均是从事环境监测领域多年
75kHz自容式声学多普勒流速剖面仪 技术规格书 中国科学院声学研究所 2014年3月
目录 1 简介 (1) 2 主要性能指标 (1) 3 接口 (3) 3.1 电气接口 (3) 3.2 安装接口 (4) 3.3 数据接口 (4) 3.3.1 命令格式 (6) 3.3.2 输出格式 (16)
1 简介 75kHz自容式声学多普勒流速剖面仪（Self-contained Acoustic Doppler Current Profilers，ADCP）采用多普勒原理测量其自身相对海流的运动速度，壳体为铝合金材料，整机耐压3000米，最大测流量程500米，广泛用于海洋流场长期定点观测，实物照片如图1所示。 图1 多普勒流速剖面仪照片 2 主要性能指标 （1）工作频率：75kHz （2）测速范围：±10m/s
（3）准确度：±1%测量值±0.5cm/s （4）测流层数：1～128层；分层厚度：4，8，16，32m （5）测流最大作用距离：500m 1 （6）数据接口：RS422；波特率：300至11520，缺省9600 （7）内置压力、温度、方位和姿态传感器 （8）数据内存容量：2GB （9）功耗：30V供电时，待机功耗小于20mW，低功率发射时功耗小于5W，高功率发射时功耗小于25W （10）电源：直流输入，24-50V；4个550WH电池组，开路电压40～42V （11）主机外径：φ561mm?1037mm（不包含插座高度），壳体材料：铝合金； 相关尺寸见图2 （12）环境适应性：工作温度：-5?C--+45?C；储存温度（不含电池）：-30?C --+50?C （13）最大工作水深：3000m （14）重量：95kg（空气中）/约58kg（水中） 注：1，流散射强度不低于-70dB条件下 图2 3000米耐压75kHz自容式ADCP外形尺寸
超声波多普勒流速仪 一、产品和技术参数 1.1 产品简介 超声波多普勒流速仪是在管道、渠道或者河流内测量水的流速的设备，主要应用于以下范围： ·洪涝灾害监测 ·污水排放 ·天然的河溪 ·市政给排水 ·水量流失/渗入监测 ·灌溉流程监测 ·河口&潮汐的研究 ·渔业/水利 ·海岸侵蚀研究 ·/暗渠流程监测 ·道路排水监测 ·运河流程研究 ·江河流程监测 图1.1.1 超声波多普勒流速仪 可以根据需要提供电池盒，以便在供电不方便的地区提供电源。 可以根据需要提供GPRS无线传输套件，以便在后台服务器上查看现场检测到的数据。 1.2技术参数
型号：DY-CURRENT VELOCITY(根据不同的功能，型号会有所不同) 结构：分体式； 测量种类：流速、水深、水温 用途：在线式测量、在线式监测、自动记录、数据遥传（选配件） 流速范围：0.02m/s～5.00m/s(最小水深：8cm)；测量分辨率：1mm/s；精度：测量流速的±2～3% ； 水深测量：0.00～5m；分辨率：2mm 精度：±0.5%； 温度范围：0～60oC；分辨率：0.1oC； 流量范围：无流量测量功能 供电：10～14VDC； 输出信号：RS485 MODBUS协议； 无线传输(可选件)：GPRS型RTU无线传输器 传感器配套电缆长度：10米； 被测水道类型：管道，渠道，天然的溪流、河流； 液体酸碱度要求：PH值在5～7之间。 液体温度要求：0～60℃ 液体压力要求：自然环境状态下，1个标准大气压 提示：水凝固或者接近凝固状态下无法测量流速。 1.3测量状态和接线 通电后60秒钟以后出数据，之后每10～15秒钟出一次测量数据。 对于超声波多普勒流速仪传感器供电是11～14VDC，供电电流160mA。 电缆是四芯屏蔽线，电源两根线，485信号两根线。 二、产品安装 2.1 传感器安装 水管多数为标准圆形，少部分是矩形或者梯形的。 在内，如果没有沉积物，我们把传感器安装在管道底部的正中央。如果有沉积物，把传感器安装在沉积物的旁边。为了防止水流冲击变动传感器的安装位置，传感器底部有一个基座，专门用来固定在管道上。同时，传感器要装在靠近窨井的里面，这样既便于安装，又利于维修和更换。 图2.1.1 传感器安装图 三、产品使用注意事项和故障 3.1 产品使用注意事项 1.不要人为拉扯、甩动电缆，也不要撞击壳体。 2.不要把连接电缆作为承重线，用连接电缆来悬挂变送器、电池盒，或者其他重
ADP 声学多普勒剖面仪和声学多普勒剖面仪价格 ADP 声学多普勒 剖面仪 标题：ADP 声学多普勒剖面仪 SonTek/YSI 公司的ADP 声学多普勒剖面仪是一款久经 考验、性能卓越、多功能的测流仪，在全球拥有众多 忠实的用户。无论是运用于水文、海洋还是港口监测， ADP 均能满足您的需求。 可选项和特点 ● 用于走航 的底跟踪和GPS 输入接口 ● 用于实时监测和后处理 的视窗95/98/NT/XP 软件 ● 用于测量水平剖面的侧 视式配置 ● 水位和波谱 ● 包括CT 和浊度的外部传感器（可选） 适用频率和范围 频率（KHz ） 3000 1500 1000 500 250 最大剖面范围（米） 3-6 15-25 25-40 70-120 120-180 流 速 ● 测量范围： ±10米/秒 ● 分辨率：0.1厘米/秒 ● 准确 度：所测流速的±1％，&plu... 厂家：上海政泓 市场价格： 优惠价格：百度搜索联系 Triton 声学多普 勒流速仪 标题：Triton 声学多普勒流速仪 紧凑、小巧的Triton 采用SonTek/YSI 公司著名的声 学多普勒点流速测量技术，集成的压力传感器可以提 供波向的测量。Triton 还提供了基于PUV 算法的视窗 软件。 选件和特征 ● 可采用自动测量模式 ● 紧 凑、轻便 ● 易于安装和设置 ● 视窗软件 ● 基于 PUV 算法 标准配置 ● 自动测量模式可连续使用2至 4个月 ● 远程三维流速采样 ● 集成压力传感器 ● 固态存储闪存 ● 内置电池 ● 基于PUV 的视窗软件 ● 内置罗盘/倾斜传感器 ● 内置温度传感器 流 速 ● 测量范围：±0.001至6米/秒 ● 分 辨率：0.1毫米/秒 ● 准确度：所测流速的 ±1％，1毫米/秒 ● 脉冲式采样 压力传感器 （适用于20米水深） ● 准确度：全量程的0.1%（2 厘米） 罗盘/倾斜 传感器 ● 分辨率：... 厂家：上海政泓 市场价格： 优惠价格：百度搜索联系 标题：淘金者-XR(Argonaut-XR)仰视式多普勒流速仪 淘金者-XR 是一款特别为安装在江河、水道或海港底 部的需求而设计的产品，用于精确测量流速的先进三厂家：上海政泓 市场价格： 优惠价格：百度
多普勒流速仪 多普勒流速仪哪家好，推荐南京丹溪环保科技有限公司。多普勒流速仪的相关问题，可以咨询南京丹溪环保科技有限公司。手持超声波多普勒流速仪，产品用途：可广泛适用于水文、水利、明渠、供水排水、实验室、矿用、地下井、冰期等场合的流速测量。 HH.LSH10-1A型手持超声波多普勒流速仪是一款便携式设计，携带轻便，操作简便的测流仪器（毫米级低流速测流优势，国内乃至国外不可达到）。 ■仪器简介 HH.LSH10-1A手持超声波多普勒流速仪是应用超声“多普勒效应”原理制成的超声测流仪。用超声波技术探测流速，测量点在机体前方，不破坏流场；测量精度高，测流线性，可测瞬时流速，也可测平均流速；无转动部件，不惧泥沙堵塞和水草缠绕，探头坚固耐用。 ■性能特点 ★测量精度高，量程宽，可测弱流，也可测强流； ★感应灵敏，分辨率高，不受启动流速限制； ★响应速度快，可测瞬时流速，也可测平均流速； ★测量线性，不存在校正曲线的K、C值； ★无机械转动部件，不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题，最适用于泥沙悬浮物含量高，水草等漂浮物多和极其严苛的冰期场合的河流中测量。 ■功能介绍 ★迷你型手持主机便于用户携带和测量观测； ★大屏幕液晶显示具有连续背景光功能； ★内置完整时钟，方便用户校准和查询时间； ★配有数据读取软件，实现数据存储、打印和输出功能； ★实时显示瞬时流速和平均流速； ★测量模式分自动测量和手动测量，满足不同场合的用途。 ■技术参数 1. 测流范围：0.001～4.50m/s 测量准确度：±1.0%±1cm/s
2. 工作水深：0.1～20m 3. 测量方式：自动和手动两种 4. 测量间隔： 自动方式：分0～120分钟选择值，以5分钟为最小递增或递减间隔单位 手动方式：可单次或连续多次测量，间隔任意 5．测速历时：自动方式：60秒、100秒二种 手动方式：10～120秒，递增或递减键选择 6．工作电源：DC12V ±10%，内置锂电池，充满可连续测量＞200次 7. 接口：USB或串口（可根据用户需要，提供GPRS、GSM无线远程通信功能） 8. 整机体积和重量 探头尺寸：390×140×140mm，重量：2.5㎏ 主机尺寸：209×110×40mm，重量：0.5㎏ 外包装箱尺寸：595×195×355mm 9. 测试方式：◆1 悬吊测量； ◆2 插杆测量。 10.流量=流速x截面积（断面面积即为三角形、矩形、梯形和柱形）用户可自行计算。 流量可以另行加载在程序，供用户使用， 南京丹溪环保科技有限公司是专注于环境监测领域的高新技术企业，落户于南京江北新区科技创业服务中心，公司核心成员均是从事环境监测领域多年的精英人士。2015年以“城市污水管网多普勒超声波流量液位计”项目成功入选“南京领军型科技创业人才321引进计划”,获得政府部门的认可与资金奖励。? ? 公司拥有多项自主知识产权和专利技术，已通过ISO9001、ISO14000、 ISO18000体系认证、知识产权管理体系认证（贯标），已获“国家高新技术企业”、“江苏省民营科技企业”、“守信用重合同企业”等荣誉称号。 ? 公司秉承“诚信、专业、敬业、创新”的企业文化，以环保科技为根本，以市场需求为主导，不断锐意进取、开拓创新，目前主要业务：排水管网流量液位在线监测、水、气自动监测站。
声学多普勒流速剖面仪（ADCP）的应用实例 声学多普勒流速剖面仪（ADCP）是一种融合了多学科技术而研制的新型测速声呐设备，作为水声技术的一个典型应用，作为一种测速仪器，ADCP在水运工程（包括内河和海洋工程）中得到了广泛应用，对于声学多普勒测流技术的研究日益受到人们的关注。目前测流仪器种类繁多, 按照工作原理的不同可以分为机械式海流计、压力式海流计、电磁式海流计以及声学海流计等。现在大量运用的是声学多普勒海流计。声学多普勒海流计采用声遥测方式，对被测流场无干扰，能够获得高精度的速度信息，被国际海委会定为4种先进的海洋观测仪器之一，因此ADCP成为当前广泛采用的测流仪器，是水资源调查中必不可少的重要测验设备。通过ADCP在具体工程中的应用研究，归纳总结了ADCP在工程应用中的主要工作流程，以及在工程应用中的注意事项。 一、ADCP工作原理 （一）多普勒效应 波源和观察者有相对运动时，观察者接收到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象；如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率
减小。这便是著名的多普勒效应（奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒于1842年首先提出这一理论），它不仅适用于声波，同样适用于所有类型的波，包括电磁波。ADCP就是利用声波的多普勒效应发展起来的一种新型测流设备,它是一种既可测量相对水底速度,同时又可以兼顾测量相对水流速度的声呐设备。 ADCP利用声学多普勒原理，测量分层水介质散射信号的频移信息，并利用矢量合成方法获取海流垂直剖面水流速度,即水流的垂直剖面分布。对被测验流场不产生任何扰动，也不存在机械惯性和机械磨损，能一次测得一个剖面上若干层的流速的三维分量和绝对方向。 （二）ADCP测流原理 水体中存在大量的散射体，诸如微小粒子、浮游生物等，它们随水体流动。这些散射体和水体是融为一体的，其速度即代表水流速度。当ADCP向水体中发射声波脉冲信号，被水体中悬浮的、随水体运动的散射体后产生反射，ADCP再对回波信号进行接收和处理。根据多普勒原理，由于ADCP 和散射体之间存在相对运动，发射声波与散射回波频率之间就存在一个多普勒频率，这种频率的变化完全取决于反射体的运动速度。通过测量这个多普勒频移就可以直接解算出ADCP和散射体的相对速度。如果将海流分为若干层，通过
声学多普勒流速剖面仪技术发展及其应用 声学多普勒流速剖面仪（ADCP）的出现得到了海洋学界的高度重视，它的应用揭示了海流的时空分布特征，能描述流体质点运动状态，被国际海委会定为4种先进的海洋观测仪器之一。本文较为全面系统地介绍了ADCP的原理、特点及其历史发展状况，以及ADCP的应用情况。随着科学技术的不断发展，以及人类对海洋认识的不断加深，ADCP将向轻便、小巧、精密、智能化且多功能、多用途方向发展，并在智慧海洋及信息化等方面的应用与研究将发挥更显著的作用。 从养殖捕捞、防灾减灾到能源开发，凡与海洋有关的事务均需海洋环境要素的观测与数据。ADCP能够提供高分辨率、高精度、信息海量且完整的观测与数据，在实时监测海洋流场对海洋科学研究、海洋经济建设和国防建设具有重要意义。 因海水引起的传输衰减，电磁波和强激光光波在海水中很难穿透1公里的距离，而声波在海洋中的衰减仅为电磁波的千分之一（低频声波在浅海中可传播数百公里，在大洋中可以传播上万公里），所以，声波是目前可实际应用于海洋远距离传播的物理场，研究海洋声波也成为认识海洋、研究海洋的重要工具。ADCP就是利用声波多普勒效应发展起来
的一种新型声呐测流设备。它既可测量相对水底速度，又可兼顾测量相对水流速度。因ADCP采用声遥测方式对被测流场无干扰，且能获得高精度速度信息，既可用于导航定位，又被广泛应用于包括对地波雷达等先进海洋观测设备海流对比验证在内的海洋及内陆河流工程与研究领域，因此被国际海委会定为4种先进的海洋观测仪器之一。 一、ADCP ADCP是一种融合水声物理、水声换能器设计、电子技术和信号处理等多学科而研制的新型测速声呐设备，作为水声技术的一个典型应用，多普勒流速测量为这些相关学科提供了一个良好的综合应用平台。 （一）基本概念 ADCP（AcousticDoppler Current Profiler，声学多普勒流速剖面仪），利用声学多普勒原理，测量分层水介质散射信号的频移信息，并利用矢量合成方法获取海流垂直剖面水流速度,即水流的垂直剖面分布。对被测验流场不产生任何扰动，也不存在机械惯性和机械磨损[2-3]，能一次测得一个剖面上若干层流速的三维分量和绝对方向，是一种新型水声测流仪器。 （二）多普勒效应
声学多普勒水流剖面仪在河流 流量测量中的应用 姚章民 (珠江水利委员会水文局, 广东广州510611; , 摘要:流量测量是水文部门的一项重要业务工作, 利用声学原理测量是一种先进的测流技术。、, 为选用关键词:; 原理; 应用 中图分类号:B文章编号:100129235(2002 0520001203收稿日期:2002208229 作者简介:姚章民, 男, 广东潮阳人, 河海大学博士研究生, 主要从事水文水资源技术工作。 河流流量的测量仪器一般有机械式、电磁式和声学式三大类。近十年来, 声学多普勒水流剖面仪(AcousticDo ppler CurrentProfiler, 简称ADCP 的发展和应用很快, 其应用是流量测量现代化的一个重要标志。我国水文系统在20世纪90年代初开始引进国外先进的ADCP 测量设备用于河流的流量测量。长江水利委员会和珠江水利委员会等单位的水文部门先后引进美国生产的ADCP 测流系统并进行比测试验, 取得一批有分析价值的数据, 为ADCP 在我国的推广应用提供宝贵的经验。由于ADCP 的价格较昂贵, 拥有此设备的单位只是少数, 且我国现仍未制定有关ADCP 的流量测量规范,ADCP 的应用只限于专项的生产任务。但可以预见, 由于ADCP 有传统测量仪器无可比拟的优越性, 随着其技术的成熟和价格的降低, 其应用将越来越广泛。 1ADCP 的测流原理及其类型111原理 ADCP 是利用声学多普勒频移效应原理来进行流速测 量的。多普勒效应原理即声源接通时, 观测者能检测到的声调比原来的高, 反之声源离开时, 声调与速度成正比地降低。
ADCP 一般装备有四个换能器, 每个换能器既是发射器又是 接收器。测量时换能器定时向水体发射声波, 然后接收来自水体中的浮游物或其他散射体的反散射信号, 发射的声波和反射的声波频率会有一定的差异, 根据多普勒方程: V =△F d C/2F 0 (1 式中△F d ———声学多普勒频移; F 0———发射频率; C ——— 声波在水体中的传播速度; V ———反散射体的运动速度, 即水流的速度。 在实际测流时, 将仪器安装在船上横渡河流, 换能器向 河底发射声波。通过设定声波发射时间间隔和将水深分成 N 个等深单元,ADCP 分别测得各等深单元的流速。可以这 样认为,ADCP 的测速是相当于每个单元处都有一台流速仪在测速。式(1 的流速是水流相对于ADCP 换能器的相对速度, 计算流量时必须将其换算成绝对速度, 同时还需要测定河流的水面宽和水深数据以计算断面面积。ADCP 所具备的“底跟踪”功能能实现这些要求。 “底跟踪”是指ADCP 按照给定的参数, 换能器按一定的时间间隔发射底部跟踪脉冲信号, 通过接收来自河底的反散射信号, 由此计算出水深和航速, 航速乘以时间即为水面宽。相对速度和航速的矢量和即为水流的绝对速度。假定沿L 路径进行走航测量, 可据下式计算流量: Q = ∫∫
投标支持文件汇编 投标产品名称：声学多普勒流速剖面仪 (ADCP) 生产厂家：RD Instruments (RDI)，美国 (1)RDI公司及其ADCP简介 (2)RDI公司ISO9001 国际质量体系认证证书 (3)上海黄浦江和太浦河ADCP比测实验部分图片 (4)长江三峡黄陵庙水文站ADCP与DGPS、测深仪、及电罗经集 成试验简报 (5)走航式ADCP测量软件WinRiver中文版 (6)RDI公司河流型ADCP国内用户名单 (7)关于ADCP四波束和三波束的讨论 (8)关于ADCP工作模式的讨论
(1) 美国RDI公司及其ADCP简介 RD Instruments，简称RDI，位于美国加利福尼亚州圣地亚哥市，是全球最大的ADCP（即：声学多普勒流速剖面仪）生产厂家。RDI已通过ISO9001国际质量体系认证。目前年产值超过两千万美元。 RDI成立于1981年。在二十多年的发展历程中，RDI始终位于ADCP技术的世界领先地位。以下是 RDI公司的重要技术成果： ?1981，生产出世界上第一台商品ADCP ?1982，河流型ADCP，开创了ADCP河流流量测量的纪元 ?1991，宽带 ADCP专利技术 ?1995，“骏马”系列 ADCP：使ADCP小型化，价格大幅度降低 ?1997，“骏马”系列“瑞江”牌河流型ADCP ?1998，相控阵ADCP专利技术 ?1999，ADCP波浪仪专利技术 ?2001，H-ADCP：用于河流流量在线监测 ?2001, 零盲区技术 RDI公司向中国客户提供ADCP已有十几年的历史。至今已有一百多台RDI公司生产的ADCP应用于中国的海洋、河流、科研船只、海军舰艇、海上采油平台、等等。其中应用于河流流量测量的走航式ADCP有四十几台。 RDI公司生产的ADCP以其优良的性能和可靠性赢得了用户的好评。其重要优点为： ?采用宽带专利技术，因此具有高分辩率、高精度。这对走航测量尤为重要。 ?采用四波束换能器。有效地消除船摇晃的影响; 提高测量的可靠性。 ?高度可靠性。迄今为止，在中国应用的四十几台河流型ADCP无一台发生质量问题。达到了零故障率、零返修率。 因此，尽管RDI公司ADCP价格通常高于其它厂家的同类产品，大多数用户还是选择RDI公司生产的ADCP。
利用激光多普勒效应测流体的流速 指导老师：曾育峰 参赛学生：刘倩蔡艺生王宇松陆泽璇林乐鑫
利用激光多普勒效应测流体的流速 [摘要] 在基于流体中的微粒对激光产生多普勒效应的基础上，自制激光多普勒流速仪，经过特定的处理电路，以达到测量流体流速的目的。利用光外差探测法实现多普勒频移的测量，并利用光电探测器进行接收和转换，通过电路模块进行数据收集和处理后，利用频率计显示其频率差，最后用单片机自动化处理数据并显示水速。作品还加入了电脑仿真技术模块，以便更直观的观测水管中水流流速的动态变化情况。该作品原理突出、观测直观，实现对流体流速的测量。 [关键词]激光多普勒流速光外差法 一、激光多普勒效应测速的原理分析 1、多普勒效应 当波源和观察者存在相对运动时，观察者接收到的波，其频率会偏离波动本来的频率。相向运动，频率升高；相背运动，频率则降低，而且相对运动速度越大，这种频率偏移也越大，这种现象称为多普勒效应。多普勒效应在科学研究，工程技术，交通管理，医疗诊断等各方面都有十分广泛的应用。 2、激光多普勒效应测速原理 激光多普勒效应测速是利用流体在光场中的多普勒效应来测量流体的流速。这是一种非接触测量方法，只需要把光波送至测量点处，对流体没有干扰。激光多普勒效应测速还可以精确地控制被测空间大小，通过控制光束,光束在被测点处聚焦成为很小的测量体，可获得分辨率为20～100Lm 的极高测量精度。除此之外，激光多普勒效应测速具有输出信号频率与速度成线性关系的优点，并能覆盖很宽的速度范围。从原理上讲，其响应没有滞后，能跟得上湍流的快速脉动，能同时测定流体的大小和方向。 假设液体中微粒流动的速度为v，照射在微粒上的光为平面单色光波，波v,光速为c，一般v要比c小得多。根据相对论理论，微粒相矢量为k，光频率 对于光波运动，微粒散射光的频率因多普勒效应而发生频移。微粒散射光的频率v 应为：
Flow-ADC-600 便携式多普勒流速流量仪 使用说明书 潍坊金水华禹信息科技有限公司
概述 简便、快捷、准确、可靠、稳定的渠道与河流测量装置一直是各国流量测量专家的追求，受科学技术自身条件的限制，始终没能解决好这一难题。但近几年美国将声学多普勒多点剖面流速测量技术应用在这一领域后，情况得到了根本性改变。我公司引进Flow系列声学多普勒流速测量仪设计的流量测量系统已被广泛应用到水利、环保、城市供排水的流量、流速测量中。 应用声学多普勒效应简介 多普勒效应是为纪念奥地利物理学家克里斯琴.约翰.多普勒而命名的，在声学领域中，当声源与接收体（即探头和反射体）之间有相对运动时，回声的频率将有所变化，此种频率的变化称之为频移，即多普勒效应。现代社会中有大量应用这一物理原理而设计生产的仪表，如最常见的彩色多普勒超声二维结构图像仪、彩色多普勒血流图像仪，交通警测量汽车速度的微波测速仪以及水利学上的微波水表面流速仪等。 Flow-ADC-600 声学多普勒流速仪是应用当今最先进信号处理技术研发的多点、多层面流速分析仪，其最大特点是可任意按需要安装在被测河流或渠道侧面、底部或顶部，按现场情况任意设置向上、向下发射或向左、向右发射角度，从而准确测量出从水底到水面不同深层，从左到右不同距离上，根据多个流速数据、计算出平均流速。根据现场水位的测绘能简单的测算各种规则或者非规则流体的截面面积绘制简单库容图。大大简化了水利传统测流方法，并在准确性、稳定性，实时性上
有了质的飞跃。 任意一个河流或渠道，只要有一台Flow-ADC-600测量仪，就能准确测出水的流态分布、流速数据及流量。 一、特点 （1）、单只流速传感器，安装方便适合市政污下水管渠道、不满管管道、各种渠道、不规则河道、天然溪、排污口等流量测量并可隐蔽安装，可以做到长期稳定可靠工作。 （2）、既可顺流速、也可水位、水深方便统计。 （3）、大屏幕触摸屏，不仅有中文，还有配合图形，方便操作及流态分析。 （4）、可通过SD卡存储数据导出表格文件，实时显示流速曲线、图形软件，便于水流流态分析研究。 （5）、低功耗测速，内置充电电池、是目前最轻便的多普勒流速仪之一。（6）、内置压力式水位传感器、温度传感器。 （7）、具有SD卡大容量存储器。可以存储十年数据（根据SD卡容量）（8）、适合市政污下水管渠道、不满管管道流量测量。 二、主要技术指标 应用范围： 可以测量所有河流及渠道可以是矩形、梯形或涵洞或自定义型渠道河道流速流量。 主机： 供电电源：内置电池供电
超声波多普勒效应测速仪的设计
超声波多普勒效应测速仪 一、题目分析 本设计为本次实验设计大赛基础题，其设计的原理基于多普勒效应。题目的任务为：设计与多普勒效应相关的实验，观测其物理现象，基于实验测量数据分析被测对象的物理过程（物理量）。要求： （1）突出实验的物理原理； （2）体现作品的物理创新思想； （3）进行不确定度分析； （4）操作简易、可用于实验教学； （5）性价比高。 从题目命题来看，目的非常明确，就是设计一个实验使之能观测多普勒效应并能测定相关物理量。实现这个基本点的基础上，要求体现作品的物理创新思想与实用性。再者，实验装置成本低，性能好。 创新的一个基本认识是：通过创造或引入新的技术、知识、观念或创意创造出新的产品、服务、组织、制度等新事物并将其应用于社会，以实现其价值的过程。价值包括其经济价值、社会价值、学术价值和艺术价值等。这里要求设计能够体现物理创新思想，即意味着设计需要另辟蹊径，走一条新路子。至少要避开实验室已有的传统的实验设计方案。实用性明确：操作简易，可用于实验教学。这就要求设计人性化，易于交互，原理明确，测量准确。性价比指标则要求控制成本，在实现同样的功能前提下其成本更加低廉。 为此首先必须正确理解多普勒效应。多普勒效应描述的是波源或观察者，或者两者同时相对于介质有相对运动时，观察者接收到的波的频率与波源的振动频率不同，即发生了频移。由此可知，这一实验设计的基本任务必须立足几点： （1）波源选择。多普勒效应是一切波动过程的共同特征，它适用的对象是波。机械波与电磁波（光波）均可作为本次实验设计的分析对象。水波、声波、光等都可以作为波源。波源选择不同，其对应的检测方法不同，难度也不一样。
Flowstar600 在线多普勒流速流量仪使用说明书
概述 简便、快捷、准确、可靠、稳定的渠道与河流测量装置一直是各国流量测量专家的追求，受科学技术自身条件的限制，始终没能解决好这一难题。但近几年美国将声学多普勒多点剖面流速测量技术应用在这一领域后，情况得到了根本性改变。我公司引进Flowstar系列声学多普勒流速测量仪设计的流量测量系统已被广泛应用到水利、环保、城市供排水的流量、流速测量中。 应用声学多普勒效应简介 多普勒效应是为纪念奥地利物理学家克里斯琴.约翰.多普勒而命名的，在声学领域中，当声源与接收体（即探头和反射体）之间有相对运动时，回声的频率将有所变化，此种频率的变化称之为频移，即多普勒效应。现代社会中有大量应用这一物理原理而设计生产的仪表，如最常见的彩色多普勒超声二维结构图像仪、彩色多普勒血流图像仪，交通警测量汽车速度的微波测速仪以及水利学上的微波水表面流速仪等。 Flow star 声学多普勒流速仪是应用当今最先进信号处理技术研发的多点、多层面流速分析仪，其最大特点是可任意按需要安装在被测河流或渠道侧面、底部或顶部，按现场情况任意设置向上、向下发射或向左、向右发射角度，从而准确测量出从水底到水面不同深层，从左到右不同距离上，上百个流速点数据。就如同美国最先进的相控阵雷达一样，同时跟踪计算出不同位置上几百个流速数据，并能实时
绘出现场河流及供水渠道中流态分布图。大大简化了水利传统测流方法，并在准确性、稳定性，实时性上有了质的飞跃。 任意一个河流或渠道，只要有一台Flow star测量仪，就能准确测出水的流态分布、流速数据及流量。 一、特点 （1）、单只流速传感器，安装方便（如“碉堡形”，安装在圆形保护井内，由“碉堡观察孔”向下游测量，避免人为及发洪水时杂物冲击），并可隐蔽安装，做到长期稳定可靠工作。 （2）、既可顺流、也可逆流测量，如需要可双向测量，正反两个方向流量分别存入不同存贮区域，方便流量统计。 （3）、大屏幕点阵显示，不仅有中文，还有配合图形，方便操作及流态分析。 （4）、可选配实时显示流速曲线、图形软件，便于水流流态分析研究。（5）、低功耗测速，传感器便于野外无交流电时长期工作。 （6）、可配接多种水位测量仪表，如压力式、浮子式、超声波式。（7）、具有USB、RS485通讯口，可实现数据远程传输。 （8）、便携式具有数据存贮功能，便于测量情况分析。 二、主要技术指标 应用范围： 可以测量所有河流及渠道可以是矩形、梯形或涵洞或自定义型渠道河道流速流量。
2004年9月SHUILI XUEBAO第9期 文章编号: 0559-9350(2004)10-0077-06 声学多普勒流速仪盲区数据处理及其在长江河口区的应用 王爱军，汪亚平，高抒 (南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室，江苏南京 210093) 摘要：本文基于边界层理论，在估算声学多普勒流速仪（Acoustic Doppler Current Profiler，简称ADCP）水表和底部的观测盲区流速作了初步探索。根据长江口南港定点观测获取的ADCP潮周期流速剖面数据的分析结果，在涨急和落急阶段整个水层均为边界层，流速剖面呈对数分布。因此，利用卡门-普朗特公式外插，计算ADCP盲区的流速，与在盲区放置的直读式流速仪测得的数据相比，平均相对误差分别为2.3%～2.9%。某些数据点的偏离可能是由于悬沙浓度分布的变化而引起的。 关键词：流速剖面；ADCP；盲区流速计算；长江口 中图分类号：TV143 文献标识码：A 海洋环境流速剖面的研究由来已久，早期的现场观测研究可以追溯到20世纪中期[1]，研究区域涵盖大陆架、河口海岸环境[2～4]。这些观测大多是利用传统流速仪进行观测，难以获得整个水层的连续、高频流速数据。而声学多普勒流速剖面仪(ADCP)克服了这一缺陷，它可以同时测定多层位流速[5]，因而得到了广泛的应用[6]。但是，由于ADCP探头电子设备、探头外壳及船体的影响，产生“激振效应”，因此在靠近ADCP探头的区域接收到的信号是发射脉冲消失后继续存留在水层中的能量，而不是多普勒漂移信号；此外，由于4个探头与垂直方向的夹角为20°，底部回声信号因此而受到干扰，产生“旁瓣效应”，所以分别在水层的上部和下部各形成一个盲区。下部盲区的厚度约为水深的6%，而上部盲区的厚度不仅与探头放入水下的深度有关，还与ADCP的工作频率、在观测过程中的参数设定等因素有关[7]。由于近底层水流流速在河口悬沙的水平输送及底部再悬浮过程的研究中，起着非常重要的作用[8]；同时，在河口断面物质通量的计算中，水层上部和底部的贡献也非常大，因此有必要对ADCP盲区内的流速进行估算。本文利用ADCP在长江口定点观测的数据分析潮流流速剖面分布特征，基于水流边界层理论模型对ADCP的盲区流速数据进行估算。 长江口在徐六泾以下被崇明岛分为北支和南支，南支在长兴～横沙被分为北港和南港，南港又被九段沙分为北槽和南槽，形成三级分汊，四口入海的河势。根据30多年的统计资料，年径流总量为9240×108m3，洪季5～10月的径流量占年径流量的71.7%，枯季11月至翌年4月的径流量只占28.3%[9]。长江口潮波受东海前进波和黄海旋转波的影响，潮波性质既不是典型的前进波，也不是典型的驻波，而是两者兼有；从分潮的振幅看来长江口M2起主导作用，但随着潮波继续向河口内部传播，在水深、地形及径流的作用下，逐渐发生变形，浅水分潮明显增大，因此，在口外海区的潮汐性质属正规半日，在河口内部属于非正规半日潮：长江口拦门沙地区多年平均潮差2.66m，在河口浅海地区具有比较明显的时空变化特征[10]。 1 研究方法 收稿日期：2003-09-10 基金项目：国家自然科学基金(40106009)；“973”项目(2002CB412401) 作者简介：王爱军(1977-)，男，辽宁平罗人，研究生，主要从事海洋沉积动力学研究。
几种流速仪的测量方法 参考资料：中国环保网（https://www.doczj.com/doc/0d4249509.html,/） 在供热和空气调节中，常需对流体尤其是气流的速度进行测量。通过它，可以了解飞流的流动规律，也可经过一定计算得到其休积流量、质量流盈或动压等有关参数。 在此要特别指出流速有线流速w与平均流速w之分，如未特殊声明，流速常指平均流速w。测量风速的方法有气压法、机械法与散热率法。气压法是通过测员压差来侧及流速的。 用机械方法测量风速的仪表有翼式风速仪、杯式风速仪，流速测算仪，它是利用流动气体的动压推动机械装置，如图6-1 所示。这两种均由叶片带动叶轮回转，其转速与气流速度成正比。“叶轮转速通过机械传动连接到显示或计数装置，以显示其所测风速的大小。 散热率法是利用流速与散热率成对应关系原理而设计的，或测相等散热暇的时间(卡它温度计)，或测温度的变化，或保持原温度的加热电流讯的变化(热线风速仪)来确定其风速，这一类方法所测最小流速为0.05-0.5m/s,适宜于低流速测量。随着现代科学技术的发展，激光、超声波.射流，甚至利用流体在特定流道条件下产生旋涡均可精确地进行测速，但此类仪表仪格昂贵、专业性强、在实际推广中受到限制，故此不及以上介绍的几种普及。 流速是一个十分重要的控制变量，通过调节这一变俄，可使其它过程条件维持所需的值，保证生产定额和产品质量，它虽常见，但较难精确测量，一般仅有1-5%精度。 NH-TYJ水文流速测算仪是为试用全国缆道整改技术要求，统一解决各种转子式流速仪在测杆、测船、缆道测流等环境条件下流速测算、显示而研制的新型测算仪。该仪器由单片机、液晶显示屏和多用途流速仪信号接口等电路组成。所有流速信号的抗干扰处理采用相关流速信号不突变原理，均由软件技术完成。 利用超声波多普勒原理测量液体流速，利用压力传感器测量液位来检测流量。速度面积模块是ATEX（欧盟潜在爆炸性环境指令）认证1G设备（具有非常高的防护水平） 面积流速测算仪的的特点： ?带有微处理器的数字探头确保读数稳定（防止液位偏差） ?无需量程校准 ?现场一点校准 ?没有温度漂移 ?自动修正泥沙液位 ?对各种不同的液体自动增益控制 ?传感器不受液位降低影响 ?紧凑的模块式设计
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920350121.7 (22)申请日 2019.03.19 (73)专利权人 福建澳泰自动化设备有限公司 地址 350003 福建省福州市鼓楼区铜盘路 168号内 (72)发明人 曾振源 倪晖 陈文 张章龙 赵学英 (74)专利代理机构 厦门龙格专利事务所(普通 合伙) 35207 代理人 钟毅虹 (51)Int.Cl. G01P 5/24(2006.01) G01F 1/66(2006.01) (54)实用新型名称 一种多普勒流速仪 (57)摘要 本实用新型公开了一种多普勒流速仪，包括 主处理器、多普勒传感器、物联网通讯模块、电源 电池、信号采集电路、硬件看门狗、按键输入电 路、485通讯电路、4-20mA信号输出电路、继电器 输出电路、液晶显示电路，物联网通讯模块、电源 电池、信号采集电路、硬件看门狗、按键输入电 路、485通讯电路、4-20mA信号输出电路、继电器 输出电路、液晶显示电路都与主处理器连接，多 普勒传感器连接信号采集电路。本实用新型使用 了多普勒传感器，通过多普勒效应测量数据，安 装便捷，精度高，量程宽，加入了物联网通讯模块 可将仪表的测量数据发送给至物联网云平台，用 户可在液晶显示电路进行读取数据，操作简单方 便。权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 209342749 U 2019.09.03 C N 209342749 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209342749 U 1.一种多普勒流速仪，其特征在于，包括主处理器(1)、多普勒传感器(2)、物联网通讯模块(3)、电源电池(5)、信号采集电路(6)、硬件看门狗(7)、按键输入电路(8)、485通讯电路(9)、4-20mA信号输出电路(10)、继电器输出电路(11)、液晶显示电路(12)，所述物联网通讯模块(3)、电源电池(5)、信号采集电路(6)、硬件看门狗(7)、按键输入电路(8)、485通讯电路(9)、4-20mA信号输出电路(10)、继电器输出电路(11)、液晶显示电路(12)都与主处理器(1)连接，所述多普勒传感器(2)连接信号采集电路(6)。 2.根据权利要求1所述的一种多普勒流速仪，其特征在于，所述信号采集电路(6)用于采集多普勒传感器(2)测量的准确数据。 3.根据权利要求1所述的一种多普勒流速仪，其特征在于，所述物联网通讯模块(3)用于将数据发送给物联网云平台(4)。 4.根据权利要求1所述的一种多普勒流速仪，其特征在于，所述按键输入电路(8)用于参数设置。 5.根据权利要求1所述的一种多普勒流速仪，其特征在于，所述4-20mA信号输出电路(10)输出电流4-20mA。 6.根据权利要求1所述的一种多普勒流速仪，其特征在于，所述继电器输出电路(11)输出开关量信号。 7.根据权利要求1所述的一种多普勒流速仪，其特征在于，所述液晶显示电路(12)显示当前测量的流速、流量、累积值。 2