声学多普勒流速仪ADV

声学多普勒流速仪测量湍流流速的峰值降噪方法张鹏;杨胜发;胡江;陈阳【摘要】声学多普勒流速仪常用于测量水流三维瞬时流速，受外界以及仪器自身等多种因素影响，采集的流速时间序列中不免存在噪声干扰。

为了获取真实反映湍流瞬时紊动过程中的高频流速信号，需对流速仪测量流速信号中含有的噪声值进行过滤，为此提出了一套流速信号预处理方法。

先对大于3.5倍样本标准差的流速数据进行修正；其次分析样本中局部区域数据的变化情况，对大于2倍局部样本标准差的数据进行插值修正；根据傅里叶线性变换性质，提出从流速信号功率谱中过滤掉仪器固有噪声功率谱。

水槽实验数据分析结果表明：调整数据量不超过总数的12%，符合柯尔莫戈洛夫的-5/3次幂频率增加规律，对高频噪声降噪作用明显，为湍流瞬时紊动过程分析提供了更为准确的方法。

%ADV was usually used to measure three-dimensional momentary velocities of turbulent flow. However, this method is sensitive to external environment and instrument itself, which can lead to spike noise in collecting velocity time series. In order to obtain the true and high-frequency velocity signals of instantaneous turbulent flow, a new velocity signal pretreatment method should be put forward to filtrate the noise signal. Firstly the velocity data that is 3. 5 times greater than sample standard deviation was revised;then the data signal variation of local area in sample is analyzed and furthermore the velocity data that is 2 times greater than sample standard deviation was reversed by interpolation method. So the power spectrum filtering method for filtrating instrument noise was put forward based on Fourier linear transformation. The analysis results of experimental datashows that the number of mended data is less than 12% of the total;the velocity power spectrum of processed data is more aligned with Kolmog-orov power spectrum. The proposed method has an obvious effect in despiking of high frequency noise, which provides more accu-rate analysis basis for turbulence characteristics analysis.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2016(047)008【总页数】4页(P76-79)【关键词】ADV;峰值降噪;功率谱;数据处理【作者】张鹏;杨胜发;胡江;陈阳【作者单位】重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074; 重庆交通大学河海学院，重庆400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074; 重庆交通大学河海学院，重庆400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074; 重庆交通大学河海学院，重庆400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074; 重庆交通大学河海学院，重庆400074【正文语种】中文【中图分类】TV14声学多普勒流速仪(ADV)因其能够以高频采样的方式获取水流单点三维瞬时流速，且采样体积小、操作简捷、野外测量方便，而广泛应用于明渠湍流流速测量中[1]。

关于ADV测量的流速去噪方法讨论以及前景展望作者：黄亚非来源：《卷宗》2015年第08期摘要：在水利行业中，正确地测量瞬时流速一直是许多学者研究的重点。

市面上出现的测量流速的仪器也数不胜数，科技测量流速的仪器ADV已被广泛使用。

但是ADV测量也会出现差错，许多学者已经对流速去噪研究出各种方法。

相位空间法、小波分析以及相位空间改进法等都能不同程度地对流速去噪。

本文将对这个几种方法分析讨论，并且对未来流速去噪的方法前景进行展望。

关键词：ADV；相位空间法；小波分析；流速；去噪1 前景由于ADV（声学多普勒流速仪）在测量流速的过程中，ADV会受到仪器流速测定范围、紊动强度过高和边界脉冲等的影响，流速存在不同程度百分比的间隔毛刺点，毛刺点即为偏离正常值较大的不真实流速值，从而导致水流流速的统计特性以及流速的能谱密度等都会出现差错。

尽管通过调节ADV仪器的参数会减少毛刺点的出现，但是仍不能完全地消除所有的噪音点。

这就需要采用数字信号处理方法等方法对毛刺点剔除和代替 [1][2][3]。

相位空间法、小波分析以及相位空间改进法等数字信号处理方法都能不同程度地对流速去噪，但是各自效果、适用范围和侧重点均有所不同，下面本文将对其讨论。

2 流速去噪方法讨论近年以来，许多学者提出了较多处理ADV测量的流速去噪方法。

RC滤波器[4]、加速度阙值法[1]等能很好的剔除并替代点流速噪音点，但仅限于单个流速噪音点。

当初ADV测量的流速连续出现多个噪音点时，上述方法便失效。

为了解决这个问题，Nikora和Goring提出来一种新方法。

采用庞加莱映射或三维椭圆阙值，以流速和他的差分变量作为映射或椭圆图像的主轴和次轴。

大于固定标准值，落在椭圆外的流速被认定为噪音点。

此算法迭代直到没有噪音点出现才停止，此时剔除并替代所有噪音点而恢复流速真实值。

在过去十多年里，研究者们研究出各种各样的数字信号处理方式剔除噪音点。

这些算法的共同目的就是基于统计参数找到噪音点的位置再替代，以恢复ADV数据的真实性。

Hydra ，ADVOcean 声学多普勒流速仪和声学多普勒流速仪价格Hydra/ADVOcean声学多普勒流速仪 标题：Hydra/ADVOcean 声学多普勒流速仪高尖端ADV 性能和坚固耐用的质量使ADVOcean 无所不能。

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宽带声学多普勒计程仪性能试验分析宽带声学多普勒计程仪（Broadband Acoustic Doppler Current Profilers，简称BB-ADCP）是一种用于测量水体中流速和流向的装置。

它利用声学技术，通过发射一束声波并接收其回波信号，从而能够获得水体中的流速信息。

在使用BB-ADCP进行测量时，要评估其性能以确保其准确和可靠。

首先，我们需要测试BB-ADCP的速度测量精度。

在实验中，可以将BB-ADCP固定在实验槽中，通过操纵实验槽中的水流速度和流向，来模拟各种实际场景中的流速变化。

通过将实验槽中的流速与BB-ADCP测量得到的流速进行比较，可以计算出BB-ADCP的速度测量误差。

另外，还可以进行BB-ADCP的灵敏度测试。

灵敏度是指BB-ADCP能够检测到的最小速度变化。

在实验中，可以调整实验槽中的流速，使其产生微小的变化，然后使用BB-ADCP进行测量。

通过比较BB-ADCP测量得到的速度变化和实际变化，可以确定BB-ADCP的灵敏度。

还可以对BB-ADCP的方向测量进行测试。

在实验中，可以设置不同的流向，并使用速度标定器来模拟水流，然后使用BB-ADCP进行测量。

通过比较BB-ADCP测量得到的流向和实际流向，可以评估BB-ADCP的方向测量准确度。

此外，还可以测试BB-ADCP的深度测量性能。

在实验中，可以将BB-ADCP固定在一个垂直的测量装置上，通过改变装置的水深来模拟不同水深的情况。

通过比较BB-ADCP测量得到的水深和实际水深，可以评估BB-ADCP的深度测量准确度。

另外，还可以进行BB-ADCP的水平位置测量测试。

在实验中，可以将BB-ADCP安装在一个具有已知位置的平台上，然后通过定位系统来确定BB-ADCP的水平位置。

通过比较BB-ADCP测量得到的水平位置和实际位置，可以评估BB-ADCP的水平位置测量准确度。

最后，可以进行BB-ADCP的实际环境应用测试。

多普勒水流测速仪原理Doppler water flow meters are devices used to measure the velocity of water in a river, stream, or pipe. 多普勒水流速测量仪是一种用于测量河流、小溪或管道中水流速度的设备。

This type of flow meter operates on the principle of the Doppler effect, which involves the shift in frequency of a wave as it interacts with a moving target. 这种流量计的工作原理是多普勒效应，它涉及波在与移动目标相互作用时的频率偏移。

By measuring this frequency shift, the Doppler flow meter is able to calculate the speed of the water. 通过测量这种频率变化，多普勒流速计能够计算水流速度。

One of the key components of a Doppler water flow meter is the transducer, which is responsible for emitting and receiving the ultrasound waves that are used to measure the water velocity. 多普勒水流速测量仪的关键部件之一是换能器，它负责发射和接收用于测量水速的超声波。

The transducer is typically placed at an angle to the direction of flow so that the ultrasound waves are able to intersect with the moving water at an optimal angle, allowing for accurate measurements. 换能器通常设置在与流动方向成一定角度，以便超声波能够与流动水以最佳角度相交，从而实现准确测量。

Value Engineering———————————————————————作者简介:林培勇（1972-），男，广东潮安人，助理工程师，本科，主要从事水文测验整编及水文水资源分析与评价工作。

1基本概况1.1水文站基本概况陈桥水文站位于广东省潮州市湘桥区凤新街道陈桥村（位置示意图见图1），建于2002年，是北关引韩的控制站，韩江流域的二类基本水文站，该站常规测验项目有水位、流量。

北关引韩是在韩江北关段竹竿山坡脚引入韩江水，主要为潮州市湘桥区、潮州市潮安区、揭阳市揭东区提供部分饮用和农田灌溉及工业用水服务。

1.2所用的常规测流方法陈桥水文站常规测流是采用人工拖拉搭载SonTek M9（以下简称M9）的三体船于基上35m 流速仪测流断面处进行测流，并通过临时曲线法进行定线推流。

由于受上游北关引韩调控和下游渠道分流共同影响，水位流量关系非常紊乱。

为保证资料的准确性和可靠性、提高测验效率，陈桥水文站引进了福建澳泰公司的ADV 超声波多普勒流量计（以下简称：ADV 流量计）进行安装并试用研究。

2ADV 流量计测流原理所谓声学多普勒效应[1]，是指：声源和观察者发生相对运动时，观察者所接收到的声音频率将与声源初始所发出的频率不一样。

这个由于物体的相对运动而产生的频率差异，正比于两物体的相对运动速度。

ADV 超声波多普勒流量计的测量原理主要依赖于物理学中的声学多普勒效应。

ADV 超声波多普勒流量计运用超声波多普勒效应进行流量测量时，超声波发射器不断发射固定频率的声源，流体中的固体颗粒起了与声源产生相对运动，超声波经过固体颗粒反射回接收器上。

发射器发射的声波与经固体颗粒反射后的声波之间存在频率差异，这个差异被称为声波的多普勒频移，与流体流速成正比关系。

所以，如果测量得到这个频率差异，则可求得被测流体对应的流速，进一步推算得到流体的流量。

而运用超声波多普勒流量计测量流体流速的一个前提条件是：应有一定数量能反射声波的固体粒子或气泡等两相介质存在于被测流体介质中，这种介质被称为两相流流体。

adcp测量原理宝子们！今天咱们来唠唠ADCP这个超酷的东西的测量原理呀。

ADCP呢，全名叫做声学多普勒流速剖面仪。

你可以把它想象成一个超级智能的水下小侦探。

它主要是靠声学原理来干活的。

ADCP会发出声波，就像我们在水里丢个小石子会产生水波一样，不过它是声波哦。

这个声波在水里传播的时候呢，就会遇到水里那些跑来跑去的小颗粒，什么泥沙颗粒呀，浮游生物之类的。

当声波撞到这些小颗粒的时候，就会发生反射。

这就好比我们对着山谷大喊一声，声音会被山谷反射回来一样的道理呢。

那ADCP怎么知道流速呢？这就很有趣啦。

因为这些小颗粒是随着水流在运动的呀。

当声波反射回来的时候，由于小颗粒在动，声波的频率就会发生变化。

这就是多普勒效应啦。

就像你站在路边，一辆汽车按着喇叭呼啸而过，汽车靠近你的时候喇叭声音听起来比较高，汽车开远了声音就变低了，这就是因为汽车的运动导致声音频率的变化。

在水里也是这样，ADCP通过检测反射声波频率的变化，就能算出这些小颗粒的运动速度啦，而小颗粒的运动速度基本上就代表了水流的速度呢。

而且呀，ADCP可不光能测一个点的流速哦。

它能测剖面的流速呢。

它是怎么做到的呢？它会从不同的角度发出声波，然后接收不同深度的小颗粒反射回来的声波。

这样就像是在水下画了好多条线，把不同深度的水流速度都给探测出来了。

就像我们用好多把尺子同时量一个东西的不同部分一样。

你想啊，这对研究海洋、河流啥的可太有用了。

比如说在河流里，我们想知道河水从河面到河底是怎么流的，ADCP就能告诉我们。

在海洋里也是，它能让我们了解不同深度的海流情况。

这对航海啦，研究海洋生态啦，都有着超级大的意义呢。

再说说ADCP的精度吧。

虽然它是靠小颗粒的反射来测量的，但是它可精准着呢。

就像一个特别细心的小工匠，能把流速精确到一个很小的数值。

当然啦，它也不是在所有情况下都完美无缺的。

如果水里的小颗粒太少了，就像一个特别空旷的房间里没几个东西可以反射声波，那它的测量可能就会受到一点影响。

多普勒超声流速仪数据处理方法1.引言1.1 概述多普勒超声流速仪是一种常用于测量流体中速度的仪器。

它基于多普勒效应原理，通过对流体中超声波的回波进行分析，可以准确地测量流体中的速度并提供相关的数据。

多普勒超声流速仪广泛应用于医学、工程和环境科学等领域。

在医学方面，它被用于心血管疾病的诊断和治疗过程中，通过测量血流速度来评估心脏功能和血管状况。

在工程方面，多普勒超声流速仪可以用于测量流体的速度分布，从而帮助改善流体力学设计和优化工程流程。

在环境科学领域，多普勒超声流速仪可以用于测量河流、湖泊等自然水体中的流速，有助于研究水流运动规律和水体污染扩散情况。

多普勒超声流速仪数据处理是在测量完毕后对获取的数据进行分析和处理的过程。

数据处理方法的选择对于得到准确可靠的结果至关重要。

常见的数据处理方法包括：滤波、数据插值、信号分析、流速分布重建等。

在本篇文章中，我们将重点介绍多普勒超声流速仪的数据处理方法。

我们将探讨不同的数据处理技术及其在不同应用领域中的应用。

通过对数据处理方法的深入研究，我们可以更好地理解多普勒超声流速仪的工作原理，提高数据处理的准确性和可靠性，并为未来的研究和应用提供参考依据。

总之，多普勒超声流速仪是一种重要的测量仪器，其数据处理方法对于正确解读和应用测量结果具有重要意义。

本文将介绍多普勒超声流速仪的原理、应用以及数据处理方法，希望能为读者提供有关该领域的相关知识和研究方法。

1.2 文章结构文章结构本文主要介绍了多普勒超声流速仪数据处理方法。

文章分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分包括概述、文章结构和目的三个方面。

首先，本部分将对多普勒超声流速仪进行简要的介绍，包括其原理和应用。

随后，对全文的结构进行概述，以便读者对文章内容有一个整体的了解。

最后，明确本文的目的，即介绍多普勒超声流速仪的数据处理方法。

正文部分将详细介绍多普勒超声流速仪数据处理方法。

首先，会对多普勒超声流速仪的原理和应用进行阐述，包括其基本原理、工作原理以及在医学和工程领域中的应用。